Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. Випуск 52. - 2022
Permanent URI for this collectionhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/13247
Browse
Search Results
Item 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.Item 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.Item 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.Item 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.Item 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.Item 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.Item 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.Item 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.Item 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.Item 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.