Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. Випуск 52. - 2022

Permanent URI for this collection

https://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/13247

Browse

Now showing 1 - 19 of 19

Визначення параметрів та ефективність роботи додаткових робочих органів глибокорозпушувачів
(ЦНТУ, 2022) Лещенко, С. М.; Сало, В. М.; Васильковський, О. М.; Петренко, Д. І.; Leshchenko, S.; Salo, V.; Vasylkovskyi, О.; Petrenko, D.
роботі проведено огляд і аналіз існуючих додаткових робочих органів комбінованих глибокорозпушувачів серійних машин. Встановлено, що питання оцінки ефективності роботи додаткових робочих органів глибокорозпушувачів та пошук їх раціональних конструктивно- технологічних параметрів є недостатньо дослідженим і потребує практичного вирішення. Запропоновано використання у якості додаткових робочих органів спарених зубчастих котків та визначено їх окремі конструктивні параметри. Наведені результати польових досліджень ефективності роботи спарених зубчастих котків у агрегаті із комбінованим чизельним глибокорозпушувачем. Встановлено, що при швидкості роботи 7…8 км/год та рівномірній дії на ґрунт обома котками на важких і середніх суглинкових ґрунтах досягається показник кришення ґрунту 70-75%. The article presents an overview and analysis of existing additional operating parts of combined deep tillers of serial machines. It was established that the issue of assessing the effectiveness of additional operating parts of deep tillers and the search for their rational structural and technological parameters is insufficiently studied and needs practical solution. The most versatile operating part for high-quality work of deep tillers can be a paired toothed roller. Having studied its design parameters and operating modes, it is possible to get clear recommendations regarding its use. An improved design of the Tandem Spiked toothed roller type with mechanical adjustment is proposed, as such rollers have a much simpler shape of teeth and a smaller cross-section of each tooth. The dependences for the calculation of certain design parameters of the roller, namely its diameter, length and coefficient of volume deformation of the soil, are given based on the fact that the roller performs two functions – compaction of the lower layers of the soil and crushing of clods and intensive mixing of the upper horizons. To determine the rolling force on the soil surface, we use the relationship that includes the weight of the roller, the volume deformation coefficient of the soil, the grip width of the roller and its diameter. Field studies to assess the efficiency of paired toothed rollers ere carried out. For the effective operation of combined deep tillers of the soil, it is necessary to use additional operating parts, which should additionally grind large particles and partially mix and distribute plant residues. It is most expedient to use paired toothed rollers with mechanical adjustment as additional operating parts under difficult working conditions. At the stage of substantiating the design parameters of paired toothed rollers, it is enough to take into account the required angle of the soil roller's girth and the average value of the soil deformation depth. This will allow getting actual value of the working diameter of the roller and calculate the force of the roller rolling over the soil surface. During field studies of the operation of combined deep tillers with a paired toothed roller, it was established that when working with two toothed rollers at a working speed of 7.2...8.2 km/h, the qualitative indicator of soil crushing is at the level of 70...75%, which significantly exceeds the qualitative indicators of the work of foreign machines of a similar design under the same operating conditions.
Дослідження процесу сумішоутворення лопатевим змішувачем для ВРХ
(ЦНТУ, 2022) Кісільов, Р. В.; Лузан, П. Г.; Богатирьов, Д. В.; Нестеренко, О. В.; Kisilyov, R.; Luzan, P.; Bohatyrov, D.; Nesterenko, O.
У статті за рахунок проведеного аналізу різних існуючих конструкцій запропоновано використання новітньої схеми лопатевого змішувача кормів. Теоретичними та експериментальними дослідженнями було отримано основні конструктивні і кінематичні параметри робочих органів, що в подальшому дозволило визначити їх вплив на неоднорідність кормової суміші, тобто якісного показника, що характеризує процес підготовки кормів для згодовування. Отримані залежності досить ефективно характеризують роботу лопатевого змішувача та приготування повнораціонної збалансованої суміші для ВРХ. Dairy and meat cattle breeding of Ukraine is one of leading and most essential industries of stockraising, that provides a production of more than 95% of cow milk and 50...60% of beef. In the world market demand is on high-quality milk, beef and products of their processing constantly grows and that is why has an important economic value for development of industry of cattle breeding in agricultural production of our country. In general process of production goods of cattle breeding a decisive role belongs to forage. They have subzero quality, in most cases, insufficient quantities are produced, and their share in cost price of milk and beef is more than half of costs. In connection with transfer of animal husbandry to market farming conditions, a long-term national program has been developed, which provides for increasing the volume of milk and beef production, reducing cost of production, improving its quality, comprehensive intensification of cattle breeding by creating a strong fodder base, increasing its efficiency and productivity of grain and fodder cultures, application of new progressive feeding technologies, preparation of fodder for feeding, preparation of highly nutritious fodder mixtures and implementation of complex mechanization and automation of production processes on farms and complexes. Realization of technical and plant-breeding progress of high-performance production of milk and beef in industry requires near-term providing of animals in a sufficient amount high-quality biologically valuable forage that can be balanced in rations of cattle by organic, mineral and biologically-active nutritives and microelements and microaddings in accordance with pre-arranged productivity with maintenance of necessary for this purpose vital functions and physiology state of animal. Generalized analysis of traditional machines and technical equipments for preparation of forage mixtures for a cattle showed that existent mixers not to a full degree provided quality indexes in relation to preparation of moist forage mixtures and have a certain list of some defects. Namely, the constructions of mobile mixers exceed norms in terms of specific metal density by1,5...2 times, while the energy consumption for the drive of working bodies is 3...4 times. Such significant disadvantages of traditional mixers limit their use on cattle farms. In the article, a systematic approach of systems is considered in relation to technological process of mixing of different components of mixture, that is presented as determined model of functioning of mixer of forage of batch-type at all stages of its operation: from loading components to receiving and unloading the finished feed mixture. On the basis of the conducted research, the technological scheme of the paddle mixer, which consists of a body with a loading neck and an unloading auger, is substantiated. Flat blades with a corresponding step are hardly installed on supports along a mixer, which are equipped by radial fingers for loosening of monolith of mixture in the corps of mixer. Blades are installed with right and angle of inclination their working surface to axis of shaft. Purpose of experimental researches was envisage study of conformities to law of influence of geometrical and kinematics parameters on quality of preparation of forage mixtures. Such important factors were: frequency of rotation of billow of mixer; width of flat blade; an angle of its inclination to axis of the shaft and duration of forage mixing. After realization of experimental researches at processing of received data we applied a mathematical application that allowed to build dependences and get rational values package. They are as follows: the rational width value of blade is 45 mm, angle of its inclination is 500, the frequency of rotation of agitator shaft should not exceed 90 rpm. with duration of process 6...8 min. According to these parameters, proposed design of mixer ensures homogeneity of mixture at level of 92%, while basic homogeneity index for cattle is 86%.
Дослідження і обгрунтування конструкції пружинного загортача просапної сівалки
(ЦНТУ, 2022) Артеменко, Д. Ю.; Онопа, В. А.; Artemenko, D.; Onopa, V.
В статті наведені результати пошукових теоретичних досліджень конструктивних і технологічних параметрів пружинного загортача просапної сівалки. Аналіз існуючих конструкцій загортачів і технологічного процесу який вони виконують показав, що на сьогоднішній день вимоги до загортання насіння спочатку вологими шарами ґрунту, а потім більш сухими, сучасними загортачами не виконуються. В більшості посівних секцій загортачі розміщують після прикочуючих котків і вони виконують функцію по мульчуванню і плануванню поверхні борозни перемішуючи шари ґрунту різних горизонтів. Встановлено, що більш раціональним буде технологічний процес загортання насіння загортачами які спочатку укривають його нижніми вологими шарами ґрунту, а потім мульчованим більш сухим шаром, при цьому загортачі необхідно встановлювати після сошника для можливості укривати насіння одразу після потрапляння в борозну. Теоретично встановлено, що при роботі розробленого загортача найбільший вплив на тяговий опір здійснюють глибина ходу загортача та швидкість руху, а найменше нахил робочої поверхні. Отримана теоретична залежність яка зв’язує конструктивні і технологічні параметри пружинного загортача і їх вплив на основну характеристику його роботи – тяговий опір. The article presents the results of exploratory theoretical studies of the constructive and technological parameters spring wrapper of the precision seed drill. The analysis of the existing designs of wrappers and the technological process they perform showed that today the requirements for wrapping seeds first with wet layers of soil and then with drier, modern wrappers are not met. In most sowing sections, wrappers are placed after the rolling rollers and they perform the function of mulching and planning the surface of the furrow by mixing soil layers of different horizons. It was established that the technological process of wrapping the seeds with wrappers, which are first covered with the lower moist layers of the soil, and then with a drier mulch layer, will be more rational, while the wrappers must be installed after the coulter, which is able to cover the seeds immediately after entering the furrow. Since the main disadvantage of the existing wrappers is the mixing of soil layers during their operation, an improved design of the wrapper was developed. The wrapper, which is made of a spring and has several component parts, has a torsion spring and a rod in the upper part, in the lower part of which there is a working surface in the form of a two-level rectangular trihedral inclined prism, moreover, the upper level of the working surface is twice as long as the lower one, and the installation angle of the working surface is smaller than the angle of friction of the soil on the steel. The efficiency of the wrapper is ensured by the following factors: due to the increased length of the upper working surface of the wrapper, the dry soil of the upper layer covers the furrow, which is already covered by the lower moist layers of the soil; due to the lateral action of the wrapper on the soil layer and the operation of the spring, a mulching effect is created; when the soil is more clogged with plant remains, the design of the spring wrapper contributes to its self-cleaning. The process of interaction of the working surface wrapper with the soil and the influence of its design on the technological characteristics of the technological process are theoretically considered. The main technological characteristic of the wrapper is its tensile strength. It was established that during the operation of the developed wrapper, the greatest influence on the traction resistance is exerted by the depth of the movement wrapper and the speed of movement wrapper, and the least by the inclination of the working surface. The obtained theoretical dependence connects the design and technological parameters of the spring wrapper and their influence on the main characteristic of its operation - traction resistance.
Зміна шорсткості поверхні при нанесенні антифрикційних покриттів
(ЦНТУ, 2022) Шепеленко, І. В.; Кириченко, А. М.; Магопець, С. О.; Красота, М. В.; Василенко, І. Ф.; Shepelenko, І.; Kyrychenko, А.; Mahopets, S.; Krasota, М.; Vasylenko, І.
В роботі розглянуто шорсткість поверхні антифрикційного покриття як основний критерій оцінки якості отриманого покриття. Експериментальні дослідження нанесення антифрикційного покриття фрикційно-механічним методом виконувалися за розробленою методикою на зразках із сірого чавуну СЧ20. В якості матеріалу антифрикційного покриття використано латунь Л63. Встановлені основні закономірності зміни шорсткості поверхневого шару в залежності від параметрів процесу фінішної антифрикційної безабразивної обробки (ФАБО). Отримані дані дозволяють прогнозувати та керувати в процесі ФАБО таким важливим геометричним параметром поверхневого шару, як шорсткість, а отже, підвищити якість отриманого покриття. The analysis of literary sources made it possible to state that the surface roughness obtained by the finish anti-friction non-abrasive treatment (FANT) is one of the main quality criteria of the anti-friction coating and largely determines the process of running-in during the initial period of operation. The purpose of the presented research is to establish the main patterns of changes in the roughness of the surface layer treated by FANT. Application of anti-friction coatings was carried out according to the method developed by the authors using the original device on a vertical milling machine. Special disc-shaped samples made of gray cast iron SCH20 were used as the tested samples. L63 brass was used as the material of the anti-friction coating. Among the technological factors that changed with the selected FANT scheme, the following were selected: the pressure force of the anti-friction bar and the number of rubbing passes. The roughness of the surface was estimated by the average arithmetic deviation of the Rа profile. The average value obtained as a result of three measurements was taken as the value of the roughness parameter Rа. The obtained values made it possible to establish the main patterns of changes in the roughness parameter depending on the technological parameters of FANT. It is shown that with an increase in the initial surface roughness parameter Rа, the value of the change in the average arithmetic deviation of the profile Ra also increases. High initial values of the arithmetic average deviation of the Ra profile do not allow obtaining a continuous, and therefore high-quality anti-friction coating of FANT. Obtaining a high-quality anti-friction coating with the selected FANT scheme became possible with the following processing modes: pressing force of the anti-friction bar P = 164.6 N; the number of rubbing cycles is N = 6. The results of the studies performed on the application of FANT anti-friction coatings make it possible to predict and control such an important geometric parameter of the surface layer as roughness, which largely determines the quality of the treated surface.
Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. Вип. 52
(ЦНТУ, 2022)
В збірнику викладені питання конструювання, розрахунку, удосконалення, створення і дослідження нових робочих органів сільськогосподарських машин, засобів механізації, електрифікації та автоматизації сільськогосподарського виробництва. Наведені результати досліджень в галузі технологій виробництва і експлуатації машин та забезпечення їх надійності і довговічності. Викладені практичні рекомендації по використанню результатів досліджень і дослідно-конструкторських розробок в сільськогосподарській і інших галузях машинобудування Збірник розрахований на наукових та інженерно-технічних працівників науково-дослідних установ, ВНЗ, конструкторських організацій та промислових підприємств.
Маса коріння рослин і прогнозування продуктивності льону-довгунця та якості волокна
(ЦНТУ, 2022) Лімонт, А. С.; Лімонт, З. А.; Limont, А.; Limont, Z.
Мета статті полягала в дослідженні продуктивності льону-довгунця та якості волокна і кількості елементарних волокон на поперечному зрізі стебла залежно від маси коріння рослин. В якості продуктивності льону-довгунця визначені густота стеблостою перед збиранням, а також урожайність насіння і волокна. До показників якості волокна віднесені номер довгого волокна, міцність волокна, гнучкість, метричний номер і розрахункова добротність пряжі. Оцінена кількість елементарних волокон в луб’яному пучку та всього волокон на поперечному зрізі стебла. На підставі кореляційно-регресійного аналізу з використанням експериментальних даних Л.Д. Фоменка з’ясовано, що зміна густоти стеблостою, урожайності насіння і волокна, номера довгого волокна, міцності і гнучкості волокна, його метричного номера і розрахункової добротності пряжі, маси рослин на початку цвітіння і перед збиранням, кількості елементарних волокон в луб’яному пучку і всього волокон на поперечному зрізі стебла, а також висоти рослин залежно від маси коріння описується рівняннями прямолінійної регресії з додатними кутовими коефіцієнтами. Зміна діаметра стебел залежно від маси коріння рослин описується рівнянням прямої з від’ємним кутовим коефіцієнтом. The purpose of the article was to study the productivity of flax and the quality of the fiber and the number of elementary fibers in the cross section of the stem depending on the mass of the roots of plants. The density of stalks before harvesting, as well as the yield of seeds and fibers were determined as the productivity of long flax. The fiber quality indicators include the number of long fiber, fiber strength, flexibility, metric number and the calculated quality factor of the yarn. The number of elementary fibers in the bast bundle and the total fiber in the cross section of the stem is estimated. Based on correlation-regression analysis using experimental data, L.D. Fomenko determined that the change in stem density, seed and fiber yield, long fiber number, its strength and flexibility, metric number and calculated quality of yarn, plant weight at the beginning of flowering and before harvest, the number of elementary fibers in the bast bundle and all fibers in the cross section stem, as well as the height of the plants depending on the mass of the roots is described by the equations of rectilinear regression with positive angular coefficients. The change in the diameter of the stems depending on the mass of the roots of the plants is written off by the equation of the line with a negative angular coefficient.
Маса і габаритні розміри кузовних машин для внесення твердих органічних добрив
(ЦНТУ, 2022) Лімонт, А. С.; Лімонт, З. А.; Limont, А.; Limont, Z.
Мета дослідження полягала в поліпшенні ефективності технологічного процесу внесення твердих органічних добрив кузовними розкидачами та їх проектування шляхом пізнання статистичних зв’язків між масою машин як результативною ознакою і їхніми габаритними довжиною, шириною та висотою як факторіальними ознаками. Досліджено і зворотний статистичний зв’язок, за якого габаритні довжина, ширина і висота машин визначені як результативні ознаки, а маса машин прийнята за факторіальну ознаку. Дослідження показали, що зміну маси машин залежно від їхніх габаритних довжини і висоти та довжини і висоти машин залежно від їх маси успішніше всього подати рівняннями прямих з додатними кутовими коефіцієнтами. За розрахунками зміну маси машин залежно від габаритної ширини та габаритної ширини машин від їх маси доцільно описати відповідно рівняннями прискорено зростаючої експоненти і сповільнено зростаючої степеневої функції. Отримані в результаті дослідження залежності можуть бути використані при проектуванні кузовних машин для внесення твердих органічних добрив та організації їх використання в реальних умовах удобрення ґрунту в механізованих технологічних процесах вирощування сільськогосподарських культур.The research is aimed at improving the efficiency of the technological process of applying solid organic fertilizers by body spreaders, as well as at their design through determining statistical links between the mass of mass of machines as the resultative character and their length, width and height clearance as their factorial characters. The research also covers the reverse statistical link according te which the length, width and height clearance of machines are determined as the resultative characters, and the mass of machines is taken as a factorial character. The objects of the study were body machines for the introduction of solid organic production by enterprises located in the former Soviet Union and modern Ukraine. The data related to the mass of machines and their clearance dimensions have been chosen from the corresponding catalogues of farm machinery and advertising information of plants producing machines for applying solid organic ferhlizers. The processing of the data collected is made on the basis of the mathematical statistics, as well as with the use of standard computer programs. The correlation coefficients in the investigated pair statistical links have taken positive values ranging from 0.474 to 0.890 under the correlation links of the resultative characters for factorial ones which fluctuated from 0.609 to 0.866. The increase in the factorial characters is accompanied by the resultative characters investigated. In order to specily and reveal the character of the relations between the investigated parameters of body machines used for applying solid organic fertilizers we have accomplished the adjustment of experimental values of the resultative characters depending on factorial equations of straight lines with positive angular coefficients and curvilinear relations – graded with logarithmic, exponential and indicial ones and with hyperbolas with the determination of R2-coefficient for every approximation functions. The research testifies that change in the mass of machines depending on their length and height clearance and length and height of machines depending on their mass will be better presented by the equations of straight lines with positive angular coefficients. According to calculations the change in the mass of machines depending on its width clearance and the width clearance depending on its mass appears most expedient when presehted by the corresponding equations of the accelerated increasing exponent and gradually increasing inter-stage function. The dependences obtained as a result of the research conducted can be used for designing body machines for spreading solid organic fertilizers, as well as for using them in the technological processes of growing farm crops.
Методичний підхід до обґрунтування експлуатаційних показників машинно-тракторного агрегату за енергоощадних технологій
(ЦНТУ, 2022) Кудринецький, Р. Б.; Днесь, В. І.; Крупич, С. О.; Kudrynetskyi, R.; Dnes, V.; Krupych, S.
У статті розглядається математична модель визначення експлуатаційних показників машинно- тракторного агрегату, для визначення раціонального парку машин господарства, який забезпечує виконання робіт із мінімальними експлуатаційними затратами та в оптимальні агротехнічні строки. Отримано структуру експлуатаційних витрат під час вирощування сільськогосподарських культур за різних технологій. Закономірності зміни експлуатаційних витрат на вирощуванні сільськогосподарських культур за технологій No-till і Strip-till. Застосовування даних закономірностей дає можливість ще на етапі планування отримати прогнозні значення ефективності використання машинно-тракторного парку господарства. The article considers a mathematical model for determining the operational indicators of a machinetractor unit, for determining a rational fleet of farm machines that ensures the performance of work with minimal operating costs and in optimal agrotechnical terms. The structure of operating costs during the cultivation of agricultural crops using different technologies was obtained. Patterns of changes in operational costs for growing crops using No-till and Strip-till technologies. The application of these regularities makes it possible to obtain predictive values of the efficiency of the use of the farm's machine-tractor park even at the planning stage. The choice of technical means must be carried out taking into account the requirements of agricultural techniques for growing agricultural crops, zonal soil and climatic conditions and the condition of the fields. To ensure the performance of works with minimal operating costs, it is necessary to equip the machine and tractor park with technical means that ensure high-quality performance of works in optimal agrotechnical terms. It was established that in the structure of the total operational costs for growing agricultural crops using intensive technology, about 55...66% are the costs of technological materials used during the cultivation of agricultural crops.The developed mathematical model for determining the performance indicators of the MTA makes it possible to obtain predictive values of the efficiency of the use of the farm's machine-tractor fleet even at the planning stage.
Огляд способів внесення та ефективності застосування мінеральних добрив
(ЦНТУ, 2022) Дейкун, В. А.; Жук, Д. Г.; Мачок, Ю. В.; Deikun, V.; Zhuk, D.; Machok, Yu.
У статті приводиться аналіз впливу різних способів внесення гранульованих мінеральних добрив на підвищення врожайності сільськогосподарських культур, існуючих способів їх внесення Приводяться переваги та недоліки вказаних способів, також розглянуто способи заробки добрив у грунт. Акцентовано увагу на локальному внесенні добрив, суміщеному з поверхневим обробітком грунту, та технічний засіб для його здійснення. The article provides an analysis of the influence of factors that influence the increase in the yield of agricultural crops, the importance of using mineral fertilizers and their effect on plants is indicated. An analysis of the existing methods of applying mineral fertilizers was carried out. The methods of applying fertilizers to the soil are considered, the advantages and disadvantages of these methods are given. The results of the scientists' research on the placement of mineral fertilizers applied by the method of surface scattering in the soil horizons after their cultivation by tillage tools are presented. Attention is focused on the local method of applying fertilizers, combined with surface cultivation of the soil, with combined tools. The methods of placement of mineral fertilizers, introduced by the intrasoil method, relative to the root system of cultivated plants and their effect on plants are considered. It was determined that the priority method of fertilizing is in-soil combined with surface tillage. An analysis of tillage tools that can be used for this operation is given. The design of the combined disk tool designed for this technological operation is presented. Design solutions that provide quality performance indicators of the proposed tool are indicated and attention is focused on its advantages over existing analogues. It has been established that a more promising way of increasing soil fertility and crop yield is the local application of granular mineral fertilizers combined with surface tillage. It is expected that the use of the proposed combined working body will allow to reduce the time for the execution of works due to the combination of operations of loosening the soil, applying fertilizers and their earnings, reducing the costs of mineral fertilizers and the general economic costs of obtaining crops.
Попередні дослідження пасивного струнного решета
(ЦНТУ, 2022) Васильковський, О. М.; Лещенко, С. М.; Петренко, Д. І.; Мороз, С. М.; Нестеренко, О. В.; Vasylkovskyi, O.; Leshchenko, S.; Petrenko, D.; Moroz, S.; Nesterenko, О.
У статті викладені результати досліджень роботи моделі оригінального струнного решета. На основі аналізу наукових праць сформульовано гіпотезу щодо підвищення ефективності сепарації зерна і зниження енергетичних витрат шляхом використання струнних пасивних решіт з шнурів Dyneema. Попередні дослідження моделі підсівного решета були проведені шляхом реалізації плану повного факторного експерименту. Встановлено працездатність і виявлені основні показники роботи оригінального решета. Виявлені недоліки конструкції і сформульовані завдання для подальших досліджень. The article presents the results of research into the operation of the model of the original string sieve. The sieve is equipped with synthetic strings made of ultra-small diameter Dyneema braided cord. The purpose of this study is to evaluate the performance and identify the main indicators of the technological efficiency of the proposed fixed sieve installed at an angle to the horizon. Preliminary studies of the sowing sieve model were carried out by implementing the plan of a full factorial experiment. The experiments were carried out on a model of a seed sieve with holes of 2 mm. In the course of experiments, a post-harvest heap of winter wheat with natural clogging was used. The criterion for evaluating the efficiency of separation is the mass of seeding, and the specific feed and the angle of inclination of the sieve are the operating factors. The operational efficiency was established and the main performance indicators of the model were identified. The statistical mathematical model of the process allows us to assert the linear dependence of the criterion on the operating factors and to obtain a quantitative assessment of their influence on the process of cleaning the grain mixture. The surface of the response of the mass of the selected seeding from the specific loading of a unit of the sieve area and the angle of its inclination is constructed. An analysis of the regression equation and the response surface was carried out, during which design flaws were identified and tasks for further research were formulated. The factor that was found to be influential in the course of the previous experiments – the angle of inclination at the minimum value does not fully ensure guaranteed performance, since during the experiments clogging and accumulation of piles on the separating surface were periodically observed. An increase in the mass of the selected seeding is achieved by reducing the angle of the passive sieve to 17º and increasing the specific supply to 160 kg/dm2 ◌ּh. A decrease in feed worsens the sieving process, especially at a small angle of inclination of the sieve, however, according to the Student's test, it is not significant. The resulting non-classical dependence may indicate the imperfection of the layout, the influence of unforeseen factors, etc., and requires further research.
Підвищення довговічності шестеренного насоса гідросистеми автотракторної техніки шляхом зниження зносів деталей, що утворюють радіальний зазор
(ЦНТУ, 2022) Кулешков, Ю. В.; Черновол, М. І.; Красота, М. В.; Руденко, Т. В.; Осін, Р. А.; Kuleshkov, Yu.; Chernovol, М.; Krasota, M.; Rudenko, Т.; Osin, R.
В роботі наведені результати досліджень залежності втрат робочої рідини через радіальний зазор. Визначені основні параметри, що на них впливають, та умови, при яких втрати робочої рідини будуть мінімальними, що відповідає раціональному значенню радіального зазору і забезпечує зменшення зносів деталей, які утворюють радіальний зазор. Встановлено, що підвищити довговічність шестеренного насоса можливо за рахунок того, що обробку шестерень і наступне складання шестеренного насоса здійснюють з гарантованим радіальним зазором в з’єднанні деталей «корпус – шестерні», що виключає початковий знос корпусу шестеренного насоса на при його обкатуванні. Запобіганню явища абразивного зношування сприяє збільшення радіального зазору до розмірів, через які спроможні вільно пройти абразивні частки будь–якої величини не зачепивши стінок корпусу і вершин зубів шестерень. Раціональний радіальний зазор забезпечує вільне проходження практично всіх абразивних часток що підвищує довговічність шестеренного насоса. The research goal is the determination of rational radial clearance, with what details, which create radial clearance, attrition will be minimal and eventually provides gear pump hydraulic systems of car and tractor machinery durability increasing. Research gives the results of the dependence of working liquid losses through radial clearance. Determined main parameters, which have an influence on them, and conditions due to which working liquid losses will be minimal, which corresponds to the rational value of radial clearance and provides decreasing of details attrition, which creates radial clearance. Were found as the main parameters, which allow managing working liquid losses through radial clearances. They consist of gear tooth tops width, gear rotation frequency, and outer gear radius. Offered a new conditions determination method, in which working liquid losses through radial clearances will be minimal. Mentioned models include the presence of pressurized and frictioned losses compounds. Was found that increasing gear pump durability is able due to gears processing and further gear pump assembling made with guaranteed radial clearance in connection «body - gears» details, which excludes initial attrition of gear pump body in time of its enabling. Increasing radial clearance to sizes, in which abrasive parts of any sizes are able to frequently walk through avoiding body walls and gear teeth tops, helps to prevent the abrasive attrition phenomenon. Rational radial clearance provides free passage for almost all abrasive parts, which increases gear pump durability. Rational radial clearance determination allows for increasing the efficiency of technology of gear pump manufacturing by rationalizing tolerances for gears manufacturing, which allows for increasing gear pump durability.
Підвищення надійності причіпного пристрою бункера-накопичувача перевантажувального
(ЦНТУ, 2022) Амосов, В. В.; Свірень, М. О.; Васильковський, О. М.; Amosov, V.; Sviren, М.; Vasylkovskyi, O.
Пропонується аналіз особливостей конструкцій причіпних пристроїв. Визначено оптимальну конструкцію причіпного пристрою бункера-накопичувача перевантажувального БНП-30ПП. Розроблено креслення удосконаленого причіпного пристрою бункера-накопичувача перевантажувального БНП- 30ПП. Впровадження розробки сприяє підвищенню ефективності використання збирально-транспортних комплексів при вирощуванні сільськогосподарських культур. The use of hoppers-accumulators of transshipment makes it possible to increase the productivity of the collection and transport complex by approximately 20-50%. The towing device is one of the most responsible nodes of the hopper-accumulator. The productivity of the collection and transport complex depends on the perfection of its design, high strength and reliability. The purpose of the work is to increase the variable productivity of the collection and transport complex due to the improvement of the towing device of the hopperaccumulator of the transshipment BNP-30PP. The analysis of the features of the constructions of the towing devices of hoppers-accumulators of transshipment showed that the strength of the towing device depends on the weight of the trailer and part of the vertical component of the load. The coupling loop of the hopper-accumulator of the transshipment BNP-30PP, made in accordance with GOST 2349-75, quickly failed due to overloading by the vertical component of the force on the side of the drawbar of the trailer. "Pozhmashina" LLC replaced the coupling hinge with an improved version: a bracket with a spherical bearing, which failed after 350-400 hours of operation. Therefore, as a result of a joint discussion with the engineers of PE "Astarta Group" and the teachers of the Department of Agricultural Machine Building of the Central Ukrainian National Technical University, an optimal design was proposed and a drawing of the towing device of the hopper-accumulator of the transshipment BNP-30PP was developed. The real loads on the towing device of the BNP-30PP transshipment hopper-accumulator exceed the values allowed by the standards. The towing device developed by PP "Pozhmashina" LLC has design flaws that lead to deformation of the bracket and cracks in the metal. The improvement of the trailer device showed high reliability during the field operation of the BNP-30PP transshipment hopper-accumulator. The implementation of the development contributes to reducing the time spent on repair and maintenance of the hopper-accumulator and increasing the efficiency of the use of collection and transport complexes in the cultivation of agricultural crops.
Результати експериментальних досліджень пневматичного збирання шкідників сільськогосподарських культур
(ЦНТУ, 2022) Онопа, В. А.; Артеменко, Д. Ю.; Onopa, V.; Artemenko, D.
В статті наведені результати експериментальних досліджень пневматичного збирання шкідників сільськогосподарських культур. На сьогоднішній день комахи-шкідники є однією з головних проблем у сільському господарстві. Шкідники щороку спричиняють від 20 до 40 відсотків втрат світового виробництва сільськогосподарських культур, основним методом боротьби з якими є пестицидна обробка. Безперервне використання пестицидів призводить до потенційних людських захворювань, забруднення рослин і ґрунту, тому велика увага приділена методам екологічної боротьби. Пневматичне збирання шкідників є основним і максимально ефективним засобом боротьби. А розробка нових конструкцій і пристроїв для його виконання є актуальною задачею. В роботі запропонована конструкція пневмодезинсектора для пневматичного збирання шкідників сільськогосподарських культур та досліджена ефективність його роботи. Експериментальні дослідження запропонованого пневмодезинсектора показали, що в середньому за триразовий збір ефективність становила: на озимій пшениці - 74,0%, на люцерні – 60%, на картоплі 68,3%, на баклажанах – 78,5%, на томатах – 79,3%, на перці солодкому – 91,0%. Кількість рослин, уражених вірусами, зменшилася у 1,2 рази порівняно з контролем без пневмодезинсекції. Витрати застосування хімічного захисту перевищували витрати на пневмодезинсекцію в 4,7 рази. The article presents the results of experimental research on the pneumatic collection of pests of agricultural crops. Today, insect pests are one of the main problems in agriculture. Pests cause 20 to 40 percent of global crop losses every year, and pesticide treatment is the main method of control. The continuous use of pesticides leads to potential human diseases, plant and soil pollution, so much attention is paid to ecological control methods. Pneumatic collection of pests is the main and most effective means of control. And the development of new designs and devices for its implementation is an urgent task. The analysis of the constructions and researches of pneumatic machines for harvesting pests of agricultural crops allowed us to come to the conclusion that recently, machines with a pneumatic harvesting system are most often used for harvesting pests, as those that damage the plant the least. Due to their efficiency, pneumatic machines of the suction type are becoming the most popular. The use of machines of this type will make it possible to obtain ecologically clean food products without the use of chemical means of control. In the work, the design of the pneumodisinfector and the device for the pneumatic collection of pests of agricultural crops is proposed and the efficiency of its operation is investigated. Experimental studies of the proposed pneumodisinfectant sector showed that, on average, for three harvests, the effectiveness was: on winter wheat - 74.0%, on alfalfa - 60%, on potatoes - 68.3%, on eggplant - 78.5%, on tomatoes - 79, 3%, sweet pepper – 91.0%. The number of plants affected by viruses decreased by 1.2 times compared to the control without pneumodisinfection. The costs of applying chemical protection exceeded the costs of pneumodisinfection by 4.7 times. On the basis of the obtained data, in the conditions of production crops of winter wheat, alfalfa, eggplant and potatoes, the use of a pneumodisinfector is an effective method.
Створення багатосекційного фільтру очищення води з автоматизованим контролем забруднення мембран
(ЦНТУ, 2022) Матлах, Н. О.; Трушаков, Д. В.; Козловський, О. А.; Федотова, М. О.; Matlakh, N.; Trushakov, D.; Kozlovskyi, О.; Fedotova, M.
Статтю присвячено створенню багатосекційного фільтру очищення води, який можливо виготовити власноруч у домашніх умовах. При цьому необхідно у фільтрі необхідно застосувати автоматизований контроль забруднення мембран у секціях фільтру. Основною метою дослідження є розробка простого та дешевого багатосекційного фільтру очищення питної води, який поєднав би у собі різні технології очистки з можливістю власноручного його виготовлення та з можливістю автоматизованого контролю забруднення мембран. Завданням дослідження є розробка та виготовлення діючої моделі багатосекційного фільтру очищення питної води - конструкція фільтру повинна бути багатосекційною, з мембранами, що містять різні наповнювачі для очистки води; простою та дешевою для власноручного виготовлення в домашніх умовах; конструкція фільтру повинна передбачати автоматизований контроль ступеня забруднення мембран у секціях фільтру. Шляхом проведеного аналізу існуючих розповсюджених побутових фільтрів води визначено найбільш оптимальне рішення по розробці власної конструкції побутового фільтру води. В результаті проведеного аналізу було створено діючу модель трьохсекційного фільтру води – перша секція містить мембрану з кварцовим піском, друга секція містить мембрану з порошком активованого вугілля, третя секція містить мембрану з дрібними шматочками шунгіту (або з дрібними шматочками кремнію). В результаті проведеного експериментального дослідження фільтрування забрудненої води з допомогою виготовленого трьохсекційного фільтру було визначено, що вага води після проходження через фільтр зменшується внаслідок затримки речовин зі щільністю більшою ніж у води (тверді домішки). Також відфільтрована вода стала прозорою та перестала пінитись при збовтувані. Це підтверджує працездатність запропонованого фільтру. Розроблений трьохсекційний фільтр може використовуватися як окремий самостійний фільтр води або додатково з побутовими поліпропіленовими фільтрами води для якісного фільтрування домішок до 1мкм. The article is devoted to the creation of a multi-section water purification filter, which can be made by hand at home. At the same time it is necessary to apply in the filter the automated control of pollution of membranes in sections of the filter. The main purpose of the study is to develop a simple and cheap multi-section filter for drinking water purification. The filter must have different cleaning technologies with the possibility of its own manufacture and with the possibility of automated control of membrane contamination. The task of the research is to develop and manufacture a working model of a multi-section filter for drinking water purification. The design of the filter should be multi-section with membranes containing various fillers for water purification; simple and cheap to make at home. The design of the filter should provide for automated control of the degree of contamination of the membranes in the filter sections. By analyzing the existing common household water filters, the most optimal solution for developing your own design of a household water filter has been determined. As a result of the analysis, a working model of a three-section water filter was created. The first section of the filter contains a membrane with quartz sand, the second section contains a membrane with activated carbon powder, the third section contains a membrane with small pieces of shungite (or with small pieces of silicon). As a result of an experimental study of the filtration of contaminated water using a three-section filter was determined next. The weight of water after passing through the filter decreases due to the retention of substances with a density greater than that of water (solid impurities). Also, the filtered water became clear and stopped foaming when shaken. This confirms the efficiency of the proposed filter. The developed three-section filter can be used as a separate stand-alone water filter or in addition with household polypropylene water filters for quality filtration of impurities up to 1 micrometer.
Теоретичне дослідження поділу насіннєвого матеріалу за густиною зернівок конічною вібропневмоцентрифугою
(ЦНТУ, 2022) Котов, Б. І.; Степаненко, С. П.; Калініченко, Р. А.; Kotov, В.; Stepanenko, S.; Kalinichenko, R.
В статті розглядаються дослідження поділу насіннєвого матеріалу за густиною зернівок конічною вібропневмоцентрифугою з врахуванням розподілу швидкості повітря в поперечному перетині аспіраційного каналу, для визначення раціональної форми та параметрів робочих органів конічної вібропневмоцентрифуги, а також технологічних показників роботи машини: подачі, витрат, ефективності поділу насіннєвого матеріалу на фракції. Науковими дослідженнями сформульовано вдосконалені математичні моделі переміщення зернівки у вібропневмозрідженоому шарі конічної вібровідцентрової центрифуги, які враховують зміну дії відцентрової сили в залежності від координати зернівки за висотою конуса, що дозволяють з різним ступенем точності визначити параметри руху. Обгрунтовано, що при використанні конічної опорної поверхні вібровідцентрової центрифуги товщина перемішуючого шару зерна збільшується в напрямку руху і можна теоретичними розрахунками визначити раціональні геометричні та кінематичні параметри ротора, які забезпечують якісний поділ насіннєвого матеріалу за густиною. Отримані системи нелінійних диференційних рівнянь із початковими умовами розв’язано в програмному середовищі MathCad у вигляді траєкторій руху зернівки в повітряному потоці, що дозволяє розраховувати та встановити тенденції їх траєкторій руху, які різняться коефіцієнтами парусності та визначити раціональні значення параметрів конічної вібропневмоцентрифуги. The article examines the study of the separation of seed material by grain density by a conical vibropneumocentrifuge, taking into account the distribution of air velocity in the cross section of the aspiration channel, to determine the rational form and parameters of the working bodies of the conical vibropneumocentrifuge, as well as technological indicators of the machine: supply, consumption, efficiency of seed separation into factions. Scientific research has formulated improved mathematical models of grain movement in the vibropneumofluidized layer of a conical vibrocentrifuge centrifuge, which take into account the change in the action of the centrifugal force depending on the grain coordinate along the height of the cone, allowing to determine the movement parameters with varying degrees of accuracy. It is substantiated that when using a conical support surface of a vibrocentrifugal centrifuge, the thickness of the mixing layer of grain increases in the direction of movement, and it is possible to determine by theoretical calculations the rational geometric and kinematic parameters of the rotor, which ensure a qualitative separation of the seed material by density. The obtained systems of nonlinear differential equations with initial conditions are solved in the MathCad software environment in the form of grain movement trajectories in the air flow, which allows to calculate and establish the trends of their movement trajectories, which differ by windage coefficients, and to determine the rational values of the parameters of the conical vibropneumocentrifuge.
Теоретичне обґрунтування типу променевих перетворювачів при ідентифікації зернового потоку
(ЦНТУ, 2022) Кондратець, В. О.; Пархоменко, Ю. М.; Пархоменко, М. Д.; Бокій, А. Р.; Kondratets, V.; Parkhomenko, Yu.; Parkhomenko, М.; Bokiy, А.
Стаття присвячена теоретичному обґрунтуванню типу променевих перетворювачів при ідентифікації зернового потоку у сівалках. Розглянуто умови роботи променевих перетворювачів у процесі висівання зернових культур, види і характеристики таких перетворювачів. Показано, що найкращими характеристиками володіють оптопари, створені на базі незалежних джерела і приймача інфрачервоного випромінювання у вигляді кремнієвих діодів, що працюють у діапазоні 0,75…1,1 мкм. The article is devoted to the theoretical substantiation of the type of beam converters in the identification of grain flow in planters. The working conditions of beam transducers in the process of sowing grain crops, types and characteristics of such transducers are considered. It is shown that the best characteristics are possessed by optocouples created on the basis of independent sources and receivers of infrared radiation in the form of silicon diodes operating in the range of 0.75...1.1 μm. This publication is aimed at the implementation of means of control during the sowing of grain crops, its topic is relevant. It is directed to the implementation of the program "Technical means of the new generation for agricultural production", included in the list of State targeted scientific and scientific and technical programs, defined by the law of Ukraine "On priority areas of development of science and technology". The publication examines the theoretical justification of the type of beam transducers in devices for identifying the grain flow formed by seeding devices of seed drills, in order to increase their resolution and quality of registration of discrete objects in the flow. As a result of the analysis of the conditions for identifying the grain flow when sowing grain crops, we come to the conclusion that it is advisable to use optocouplers from separate elements "radiation source"- "radiation receiver" of the infrared spectrum that work in the range of as beam converters. Based on the fact that the registration device includes dozens of discrete optocouplers, silicon light and photodiodes should be used as IR emitters and receivers, as they are the cheapest, simpler in circuit connection than photo transistors and sufficient to obtain the necessary resolution when registering and recognizing the flow of grains.
Технічне забезпечення гідропоніки, як прогресивного виду вирощування овочевих культур
(ЦНТУ, 2022) Васильковська, К. В.; Ковальов, М. М.; Андрієнко, О. О.; Корнічева, Г. І.; Vasylkovska, К.; Kovalov, М.; Andriienko, О.; Kornicheva, Н.
В статті запропоновано схему гідропонної установки (NFT) для вирощування зелених овочевих культур в умовах закритого ґрунту. Вирощування зелених овочевих культур в умовах гідропонних систем дає можливість отримувати врожай цілий рік, при чому в об’ємі набагато більшому ніж за ґрунтових умов. Розроблена конструкція гідропонної системи дає можливість отримувати сталий врожай рослин салату при використанні субстрату. Використана установка системи NFT із використанням поживного розчину мінерально-біологічних препаратів дозволяє отримати розсаду з добре розвиненою кореневою системою та надземною частиною. Проведені дослідження дали змогу отримати врожайність, що переважає врожайність в ґрунтових умовах на 10-15%, а в перерахунку на рік – в 5,0-5,5 рази. The aggravation of the food crisis and the impossibility of exporting agricultural products from the ports against the backdrop of the war in Ukraine only exacerbates the issue of food security. The purpose of writing the article is to substantiate the installation scheme for hydroponic cultivation of vegetable crops in closed soil conditions for obtaining stable harvests of vegetable crops throughout the year. To carry out research, a hydroponic plant that works on the principle of a nutrient layer (NFT) was developed and manufactured at the Department of General Agriculture of the Central Ukrainian National Technical University. The installation is designed for growing green vegetable crops. A coconut-agroperlite soil mixture was used as a substrate. The used installation is compact, provided with a lighting system and works in automatic mode. The useful area of the installation is 0.104 m2, so it is possible to grow from 40 to 112 lettuce plants at the same time. The use of a mineral solution in a hydroponic installation had a significant effect on the growth and development of lettuce plants and caused an increase in the area of leaf plates. In the experiment, the yield of Tudela variety lettuce was obtained - 4.9 kg/m2, which is 10-15% more than in soil conditions, and if the installation is used all year round - 5.0-5.5 times more. The advantage of the method is that there is no need to use fungicides. Since, without the presence of soil, there are no such pests as cabbageworm and sciaridis. And the biggest advantage is saving water and controlling the substances they absorb in the process of development. The latest systems of growing green vegetable crops in the conditions of hydroponic systems make it possible to harvest all year round, and in a much larger volume than under soil conditions. The developed design of the hydroponic system makes it possible to obtain a steady crop of lettuce plants when using a coconutagroperlite soil mixture as a substrate. The proposed installation of the NFT system using a nutrient solution of mineral-biological preparations made it possible to obtain seedlings with a well-developed root system and an above-ground part with a yield of 4.9 kg/m2.
Фізичні особливості процесу багатоопераційного витягування циліндричних деталей із металевої сітки
(ЦНТУ, 2022) Боков, В. М.; Сіса, О. Ф.; Мірзак, В. Я.; Свяцький, В. В.; Шмельов, В. М.; Bokov, V.; Sisa, О.; Mirzak, V.; Sviatskyi, V.; Shmelyov, V.
Вивчено фізичні обмеження, що обумовлюють граничний коефіцієнт багатоопераційного витягування циліндричних деталей із металевої сітки. Виявлено явище пружності дротів сітки, в наслідок чого бічна стінка деталі набуває викривлену, близьку до конічної форму. Показано фізичну подібність процесу деформування окремого дроту металевої сітки при багатоопераційному витягуванні та процесу гнуття плоскої заготовки, що дозволяє визначити технологічне зусилля кожної операції витягування з застосуванням формул для розрахунку зусилля гнуття. Виявлено дві форми неусталеності процесу багатоопераційного витягування циліндричних деталей із металевої сітки з квадратним вічком та запропоновано новий спосіб витягування, який створює такі умови штампування, при яких асиметрична деформація деталі (непоправний брак) не спостерігається, а окремі додаткові засоби для обрізування краю відштампованої деталі не використовуються. In modern mechanical engineering, a method of single-operation extraction of cylindrical parts from a metal grid with a square mesh is known, which, in particular, has found application for the manufacture of microphone casings. Further improvement of the technology of extracting parts from a metal mesh in the direction of increasing the relative height of the stamped part is associated with the use of a multi-operation method of extraction. The study of this process will allow to significantly reduce the limit coefficient of extraction and thereby significantly increase the relative height of the part. Therefore, the work aimed at improving the technology of manufacturing parts from a metal mesh due to the use of a multi-operation method of extraction is an urgent scientific and practical task. The purpose of the study is to improve the technology of manufacturing cylindrical parts from a metal mesh by using a multi-operation method of drawing. The result of the work is the study of physical limitations that determine the limiting coefficient of multi-operational extraction of cylindrical parts from a metal mesh. The phenomenon of elasticity of the mesh wires was revealed, as a result of which the side wall of the part acquires a curved, close to conical shape. The physical similarity between the process of deformation of a single wire of a metal mesh during multi-operation drawing and the process of bending a flat workpiece is shown, which allows determining the technological effort of each drawing operation using formulas for calculating the bending force. In addition, two forms of instability of the process of multi-operational drawing of cylindrical parts from a metal grid with a square mesh were revealed, and a new method of drawing was proposed, which creates such stamping conditions, in which asymmetric deformation of the part (irreparable defect) is not observed, and separate additional means for cutting the edge of the stamped parts are not used.
Чисельне моделювання сповільнювача насіння пневматичної сівалки точного висіву
(ЦНТУ, 2022) Алієв, Е. Б.; Безверхній, П. Є.; Aliiev, Е.; Bezverkhniy, Р.
В результати чисельного моделювання сповільнювача насіння пневматичної сівалки John Deere в програмному пакеті Star CCM+ отримано візуалізацію процесу руху насіння і повітряного потоку в робочій області сповільнювача. За результатами чисельного моделювання і обробки отриманих даних в програмному пакеті Wolfram Mathematica отримані рівняння регресії третього порядку в розкодованому вигляді без урахуванням значущих коефіцієнтів за t-критерієм Стьюдента залежностей швидкості повітряного потоку, швидкості насіння на виході сповільнювача насіння і коефіцієнта зміни норма висіву від швидкості повітряного потоку на вході і відношення площі випускних отворів до площі входу. As a result of numerical simulation of the seed retarder of the John Deere pneumatic seed drill in the software package Star CCM + visualization of the process of seed movement and air flow in the working area of the retarder was obtained. According to the results of numerical modeling and processing of data obtained in the software package Wolfram Mathematica obtained third-order regression equations in decoded form without significant coefficients according to Student's t-test dependences of air flow rate Va out, seed speed Vp out the velocity of the air flow at the inlet Va in and the ratio of the area of the outlets to the area of the inlet ε. As a result of solving the compromise method of scalar ranking by minimizing the multiplicative function taking into account the coefficient of importance of the private criterion at fixed values of air flow velocity at the inlet Vain in the range from 5 m/s to 25 m/s seed. It is established that at the specified range of air flow rate at the inlet Vain it is necessary to adjust the seeding rate by the coefficient η, which is in honey from 1.47 to 2.56.