Збірники наукових праць ЦНТУ
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/1
Browse
7 results
Search Results
Item Development of Mechatronic Systems for Targeted Division and Selection of Seed Material(ЦНТУ, 2024) Aliiev, E.; Aliieva, O.; Govorukha, V.; Kobets, O.; Алієв, Е. Б.; Алієва, О. Ю.; Говоруха, В. Б.; Кобець, О. М.One of the key stages in seed material processing is sorting, as seed mixtures typically contain impurities of various origins. These impurities include stems, leaves, mineral inclusions, weed seeds, and damaged seeds of the primary crop. Seed sorting, as a subtask of separation, relies on the physical differences between the components of the mixture. The main physical characteristics of seeds include size, shape, weight, color, density, and others. These properties determine the parameters of modern seed cleaning equipment, influencing its design and operational efficiency. Одним із ключових етапів обробки насіннєвого матеріалу є сортування, адже насіннєва суміш містить домішки різного походження: стебла, листя, мінеральні включення, насіння бур'янів та пошкоджене насіння основної культури. Сортування насіння, як підзадача сепарації, базується на фізичних відмінностях між компонентами суміші. До основних фізичних характеристик насіння належать розмір, форма, вага, колір, щільність тощо. Ці властивості визначають параметри сучасного насіннєочисного обладнання, впливаючи на його конструкцію та ефективність.Item Результати експериментальних досліджень селекційно-насінницького трієра(ЦНТУ, 2023) Алієв, Е. Б.; Лупко, К. О.; Aliiev, E.; Lupko, К.Метою є експериментальне обґрунтування основних параметрів та режимів роботи селекційно- насінницького трієра дрібнонасіннєвих культур, розробка алгоритму роботи і програмного забезпечення відповідної мехатронної системи. Для проведення експериментальних досліджень розроблено й створено лабораторний селекційно-насінницький трієр. Для зміни частоти обертання циліндра і напрямку обертання використано плату керування Arduino UNO і драйвер електродвигуна постійного струму L298N. Керувати частотою і напрямом обертання циліндра можна в ручному режимі з використанням потенціометра і автоматичному з використанням монітор-порту Arduino IDE. Робочим органом трієра є циліндр, який складається з пластин із чарунками. В результаті експериментальних досліджень процесу сепарації дрібнонасіннєвих культур на лабораторному циліндричному чарунковому трієрі отримано залежності зміни мінімального θmin і максимального θmax кутів виходу насіння з чарунки циліндра трієра від маси вихідного матеріалу насіння M0, частоти обертання циліндра n та вмісту домішок f0. Отримані залежності увійшли до програмного забезпечення системи керування мехатронної системи, яке дозволяє налаштувати положення лотка для збору насіння в результаті керування сервоприводом. The goal is experimental substantiation of the main parameters and modes of operation of the selection and seed trier of small-seeded crops, development of the work algorithm and software of the corresponding mechatronic system. For conducting experimental research, a laboratory selection and seed trier was developed and created. To change the rotation frequency of the cylinder and the direction of rotation, the Arduino UNO control board and the L298N DC motor driver were used. The frequency and direction of rotation of the cylinder can be controlled manually using a potentiometer and automatically using the Arduino IDE monitor port. The working body of the trier is a cylinder, which consists of plates with shells. As a result of experimental studies of the process of separation of small-seeded crops on a laboratory cylindrical shell trier, the dependences of the change in the minimum θmin and maximum θmax angles of seed exit from the cylinder shell of the trier on the mass of the seed material M0, the rotation frequency of the cylinder n and the content of impurities f0 were obtained. The resulting dependencies are fed into the mechatronic control system software, which allows the position of the seed tray to be adjusted as a result of servo control.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 Морфологічні ознаки і фізико-механічні властивості насіння дрібнонасінних культур(ЦНТУ, 2020) Алієв, Е. Б.; Лупко, К. О.; Aliiev, E.; Lupko, C.; Алиев, Э.Б.Актуальність роботи полягає в дослідженні закономірностей впливу фізико-механічних властивостей насіння дрібнонасінних культур на їх подальшу очистку та сепарацію. Досліджено вплив вологості насіння на їх фізико-механічні властивості. Встановлено, що щільність насіння зростає з підвищенням вологості, що призводить до збільшення кута природнього ухилу насіння. В результаті досліджень аеродинаміки насіння отримані залежності швидкостей витання від геометричних параметрів насіння, з яких встановлено що із збільшення геометричних розмірів насіння швидкість їх витання збільшується лінійно для кожної дрібнонасінної культури. To create a database and systematize the seeds of samples of small-seeded crops, it is necessary to determine the patterns of influence of morphological parameters on their physical and mechanical properties. The development of the latest technologies and technical devices for cleaning and separation is possible due to the understanding of the characteristic morphological parameters for each of the small-seeded crops. The aim of the research is to determine the physical and mechanical properties of the seed material of small-seeded crops (mustard, flax, ryegrass, rapeseed), necessary to increase the efficiency of their cleaning and separation processes. To achieve this goal, a plan of experimental research was developed, which provided for the determination of physical and mechanical parameters of seeds of small-seeded crops, namely: indicators that characterize the flowability of seeds (angle of natural bias); frictional properties of seeds (static coefficient of friction); porosity (density) and density; size and mass characteristics of seeds (length, width, thickness, effective diameter, weight of 1000 seeds). It is established that the physical and mechanical properties of seeds of small-seeded crops are greatly influenced by its humidity. With increasing humidity, the performance of the test material increases. This is due to the fact that with increasing humidity, the shape of the seed almost turns into a spherical, which, in turn, leads to an increase in the curvature of the surface and reduce the points of contact between the seeds. As a result, the angle of natural inclination increases. The coefficient of friction of seeds of small-seeded crops depends on the roughness of the friction surface and decreases with increasing humidity. This is due to the fact that with increasing humidity decreases the forces of molecular attraction of the seed coat to the surface of the material. Seed density increases with increasing humidity. From this we can conclude that the absorption of moisture by the investigated material increases the total weight of the seed, and as a result - increases its specific weight. Актуальность работы заключается в исследовании закономерностей влияния физико-механических свойств семян мелкосемянных культур на их дальнейшую очистку и сепарацию. Исследовано влияние влажности семян на их физико-механические свойства. Установлено, что плотность семян возрастает с повышением влажности, что приводит к увеличению угла естественного уклона семян. В результате исследований аэродинамики семена получены зависимости скоростей витания от геометрических параметров семян. Установлено, что с увеличением геометрических размеров семян скорость их витания увеличивается линейно для каждой мелкосеменной культуры.Item Розробка і калібрування блока вимірювання об’ємної маси потоку насіннєвого матеріалу соняшнику(ЦНТУ, 2019) Алієв, Е. Б.; Алиев, Э. Б.; Aliyev, E.Одним з елементів пропонованої раціональної прецизійної технологічної лінії процесів сепарації супер елітного насіннєвого матеріалу соняшнику є вібропневматичний сепаратор. Для вирішення недоліків відомого обладнання, а саме низької продуктивності і якості виконання операцій сепарації, очищення та розділення неоднорідної насіннєвої суміші за об’ємною масою на фракції, необхідно застосовувати автоматизовану систему керування, яка заснована на використані датчика об’ємної маси потоку насіннєвої суміші. Розроблено і проведено калібрування блока вимірювання об’ємної маси адаптивного вібропневматичного сепаратора. В результаті порівняння отриманих значень із традиційним методом вимірювання об’ємної маси (ДСТУ 4694:2006) за розрахованим критерієм Пірсона (χ 2) нормальність розподілу похибок вимірювань складає 2,13, більше за табличне значення χ 2(0,95;5) = 1,15. Поведена перевірка гіпотези про однорідність значень за допомогою критерію Кохрена G = 0,39Item Критерії оцінки якості процесу сепарації насіннєвої суміші(ЦНТУ, 2018) Алієв, Е. Б.; Алиев, Э. Б.; Aliiev, E.В результаті досліджень запропоновані узагальнюючі критерії якості виконання технологічного процесу сепарації насіннєвого матеріалу. Для технологічного процесу сепарації насіннєвої суміші, в результаті якого фракція компонента безперервно розподіляється вздовж лінії розроблено коефіцієнт розподілу. А для технологічного процесу сепарації, в результаті якого фракція компонента розподіляється дискретно, в якості узагальнюючого критерію прийнято сумарну концентрацію насіння проходу і сходу. В результате исследований предложены обобщающие критерии качества выполнения технологического процесса сепарации семенного материала. Для технологического процесса сепарации семенной смеси, в результате которой фракция компонента непрерывно распределяется вдоль линии разработан коэффициент распределения. А для технологического процесса сепарации, в результате которой фракция компонента распределяется дискретно, в качестве обобщающего критерия принято суммарную концентрацию семян прохода и схода. The breeding and seeding process requires the use of a variety of seed separators that not only purify the seed mixture from organic and inorganic impurities, but also allow the seed material to be grouped according to the physical and mechanical properties and morphological features. To assess the quality of the separation of the seed mixture on separators and seed treatment machines and technical means, it is necessary to use generalizing criteria. The analysis of literary sources showed the absence of a single generalizing and universal criterion for evaluating the quality of the separation process of seed material. Thus, the goal is to develop a generalization criterion for assessing the quality of the separation process of the seed mixture, which allows a comparative evaluation of the work of separators. Fraction of the mixture - a fraction of the seed mixture, obtained as a result of its separation by the specified physical-mechanical or morphological properties. The component fraction is a fraction containing 100% of the component that corresponds to certain physico-mechanical or morphological properties. In this case, the fraction of the mixture may include different fractions of components in different ratios. To the ideal fraction of the mixture is a single fraction of the component. As a result of the research, generalization criteria of the quality of the seed process separation process are proposed. For the technological process of seed separation separation, in which the fraction of the component is continuously distributed along the line, a distribution coefficient is developed. And for the technological process of separation, in which the fraction of the component is distributed discretely, as a generalization criterion, the total concentration of seeds of the passage and east is taken.Item Фізико-математичний апарат пружно-демпферної взаємодії насінин під дією вібруючого решета(ЦНТУ, 2017) Алієв, Е. Б.; Алиев, Е. Б.; Aliev, E.Контактні явища є одними з найбільш цікавих проблем дослідження молекулярної динаміки. Складність проблеми з контактами обумовлена принаймні трьома аспектами. Перший аспект полягає в нелінійному граничному стані в області контакту, обумовленого обмеженням проникності. Параметри області контакту, що включають режим ковзання, розподіл напруги, форма і розмір області та інші невідомі до аналізу. Другий аспект – це опис фрикційних явищ, які звичайно не мають простих рішень. Третім аспектом є матеріальна та геометрична нелінійність. Враховуючи зазначені аспекти необхідно визначити фізико-математичний апарат пружно-демпферної взаємодії в рамках переміщення насінини по вібруючому решету. Мета досліджень є розробка фізико-математичного апарата пружно-демпферної взаємодії насінин під дією вібруючого решета. Дослідження проводились з використанням методів аналітичної геометрії, теоретичної механіки і молекулярної динаміки. В результаті досліджень розроблено фізико-математичний апарат пружно-демпферної взаємодії насінин під дією вібруючого решета, який буде покладений в основу методу дискретних елементів і штрафного підходу для виявлення контактів та розрахунків сил контактної взаємодії насінин і поверхні решета. Розглянуті контакти насінин між собою і поверхнею решета при різних умовах демпфування, тертя та зчеплення. Контактные явления являются одними из наиболее интересных проблем исследования молекулярной динамики. Сложность проблемы с контактами обусловлена по крайней мере тремя аспектами. Первый аспект заключается в нелинейном предельном состоянии в области контакта, обусловленного ограничением проницаемости. Параметры области контакта включают режим скольжения, распределение напряжения, форма и размер области, и другие неизвестные для анализа. Второй аспект – это описание фрикционных явлений, которые обычно не имеют простых решений. Третьим аспектом является материальная и геометрическая нелинейность. Учитывая указанные аспекты необходимо определить физико-математический аппарат упруго-демпферного взаимодействия в рамках перемещения семена по вибрирующему решету. Цель исследований заключается в разработке физико-математического аппарата упруго-демпферного взаимодействия семян под действием вибрирующего решета. Исследования проводились с использованием методов аналитической геометрии, теоретической механики и молекулярной динамики. В результате исследований разработан физико-математический аппарат упруго-демпферного взаимодействия семян под действием вибрирующего решета, который будет положен в основу метода дискретных элементов и штрафного подхода для выявления контактов и расчетов сил контактного взаимодействия семян и поверхности решета. Рассмотрены контакты семян между собой и поверхностью решета при различных условиях демпфирования, трения и сцепления. The aim of the research is to develop a physical and mathematical apparatus for the elastic-damper interaction of seeds under the action of a vibrating sieve. The studies were carried out using methods of analytical geometry, theoretical mechanics, and molecular dynamics. Contact phenomena are one of the most interesting problems of studying molecular dynamics. The complexity of the problem with contacts is due at least to three aspects. The first aspect is the nonlinear limiting state in the contact region due to the restriction of permeability. Parameters of the contact area include slip mode, voltage distribution, shape and size of the area, and other unknowns for analysis. The second aspect is a description of frictional phenomena, which usually do not have simple solutions. The third aspect is the material and geometric nonlinearity. Taking these aspects into account, the physical and mathematical apparatus of elastic-damper interaction in the framework of the movement of seeds on a vibrating sieve was determined during the research. As a result of the research, a physico-mathematical apparatus for the elastic-damper interaction of seeds under the action of a vibrating sieve was developed, which will be used as a basis for the method of discrete elements and the penalty approach for identifying contacts and calculating the contact forces of seeds and the sieve surface. Contacts of seeds between themselves and the sieve surface under various conditions of damping, friction and adhesion are considered.