Збірники наукових праць ЦНТУ
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/1
Browse
15 results
Search Results
Item Аналіз конструктивних особливостей машин для очищення насіння рицини(ЦНТУ, 2025) Теслюк, Г. В.; Головченко, В. В.; Tesliuk, H.; Golovchenko, V.У статті проведено аналіз сучасного стану розвитку технологій очищення насіння рицини та виявлено основні недоліки існуючих рішень. Встановлено, що традиційні методи лущення, засновані на механічному впливі (тертя, стиснення, удар), мають низьку ефективність, призводять до значного пошкодження насіння та потребують удосконалення для підвищення якості очищення. Проведено класифікації принципових схем будови робочих зон машин для розлущування плоду та відокремлення насіння рицини та машин для очищення насіннєвої суміші. Встановлено, що під час технологічних операцій розлущування плоду і відокремлення насіння рицини утворюється суміш, яка містить три основні компоненти: нерозлущені або частково розлущені плоди (великі важкі компоненти), насіння рицини (середні компоненти) і лушпиння (маленькі легкі компоненти). У цьому випадку найкраще використовувати аеродинамічну сепарацію суміші з елементами решітного сепаратора. З урахуванням цього складено технологічну схему машини для очищення насіння рицини, основними робочими органами якої є нерухома гумова дека, рухомий вертикальний конусоподібний гумовий валок, решето і циклонний сепаратор. Надалі передбачено розробку конструкції машини для очищення насіння рицини на базі розробленої технологічної схеми, обґрунтування її конструктивно-технологічних параметрів, виготовлення і впровадження у виробництво. The article analyzes the current state of development of castor seed cleaning technologies and identifies the main drawbacks of existing solutions. It has been established that traditional hulling methods based on mechanical impact (friction, compression, impact) have low efficiency, cause significant seed damage, and require improvement to enhance cleaning quality. A classification of the fundamental structural schemes of working zones in machines for hulling castor fruits, separating castor seeds, and cleaning seed mixtures has been conducted. It has been determined that during the technological operations of hulling castor fruits and separating seeds, a mixture is formed that consists of three main components: unhulled or partially hulled fruits (large heavy components), castor seeds (medium components), and husks (small light components). In this case, the best approach is to use aerodynamic separation of the mixture combined with elements of a sieving separator. Based on this, a technological scheme for a castor seed cleaning machine has been developed, with the main working elements being a stationary rubber deck, a movable vertical conical rubber roller, a sieve, and a cyclone separator. Further work includes the development of the machine’s design based on the proposed echnological scheme, justification of its structural and technological parameters, manufacturing, and implementation in production.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 Математичне моделювання та результати експериментальних досліджень процесу вібропневмоімпульсного поділу насіння за густиною(ЦНТУ, 2023) Степаненко, С. П.; Волик, Д. А.; Stepanenko, S.; Volyk, D.Наведено результати математичного моделювання руху зернового матеріалу на поверхні безпровального решета вібропневмоімпульсного сепаратора. Використана силова та кінематична модель, геометричні характеристики поверхні безпровального решета вібропневмоімпульсного сепаратора в динаміці зкінематичними показники обробки. Розрахунки за запропонованою моделлю дозволяють визначати траєкторії переміщення, швидкості та прискорення насінин зернового середовища при сукупній дії на них вібрацій та пневмоімпульсного потоку. The results of the mathematical simulation of the movement of grain material on the surface of the perforated deck of the vibro-pneumatic-impulse separator have been presented. Both force and kinematic models were employed, considering the geometric characteristics of the perforated deck surface in dynamic interaction with the kinematic indicators of processing. The calculations based on the proposed model allow for determining the trajectories of movement, velocities, and accelerations of the grain seeds within the grain medium under the combined action of vibrations and the pneumatic-impulse flow.Item Підвищення посівних властивостей насіння сафлору красильного на вібраційній насіннєочисній машині(ЦНТУ, 2023) Козаченко, О. В.; Бакум, М. В.; Михайлов, А. Д.; Крекот, М. М.; Чала, О. С.; Завгородній, О. І.; Kozachenko, О.; Bakum, M.; Mykhailov, А.; Krakot, M.; Chala, О.; Zavhorodniy, О.Мета роботи є дослідження можливості підвищення посівних властивостей насіння сафлору красильного за рахунок його сепарації на вібраційній насіннєочисній машині з неперфорованими фрикційними робочими площинами. У статті наведені результати доочищення і сортування насіннєвої суміші сафлору красильного на вібраційній насіннєочисній машині після ії попередньої сепарації на існуючих зерноочисних машинах. За один пропуск некондиційної насіннєвої суміші сафлору красильного через вібраційну насіннєочисну машину отримано 91,94 % (від маси вихідного матеріалу) насіння основної культури з високими посівними показниками, яке відповідає вимогам державного стандарту України. Посів таким насінням дає можливість зменшити його норму висіву та підвищити врожайність сафлору красильного. The purpose of the work is to study the possibility of improving the sowing properties of safflower seeds due to their separation on a vibrating seed cleaning machine with non-perforated friction working surfaces. The article presents the results of cleaning and sorting of the seed mixture of dyed safflower on a vibrating seed cleaning machine after preliminary separation on existing grain cleaning machines. For one pass of the non-standard safflower seed mixture through a vibrating seed cleaning machine, 91.94% (from the mass of the starting material) of the main crop seeds with high sowing rates, which meets the requirements of the state standard of Ukraine, was obtained. The separation of safflower dye seeds on a vibrating seed cleaning machine with the selection of full-fledged seed material for sowing ensures an increase in the main indicators of the sowing qualities of the seeds, which increases the yield of this crop. Experimental studies have established the feasibility of using a vibrating seed cleaning machine with non-perforated working surfaces for further cleaning of seed mixtures of dyeing safflower with simultaneous sorting of the main crop seeds. The machine can be recommended as part of technological lines for post-harvest processing of seed mixtures of safflower for dyeing.Item Результати дослідження процесу віброударної сепарації вівса на кормові цілі(ЦНТУ, 2023) Кошулько, В. С.; Чурсінов, Ю. О.; Сова, Н. А.; Koshul’ko, V.; Chursinov, Yu.; Sova, N.Експериментальними дослідженнями встановлено, що такі важливі параметри процесу як навантаження зерна на сепаруючу поверхню, амплітуда, частота коливань та кут нахилу робочого столу, кінематика його руху та зношування опорних поверхонь значно впливають на ефективність сепарування суміші вівса на лущені та не лущені зерна. Встановлено, що пропускна здатність комірок живильника зменшується по мірі віддалення від завантажувального бункера і розподіл зерна в робочі канали нерівномірні. Вологість зернової сировини та форма вікон живильника впливають на швидкість розподілу зерна по робочим каналам. Ефективність сепарування змінюється в залежності від амплітуди і частоти коливань робочого столу і досягає максимального значення відповідно при 190 мм та 50 – 53 коливання на хвилину. Кут нахилу робочого столу в значній мірі є одним з регулюваних параметрів, який впливає на продуктивність і якість процесу сепарування. Найбільш раціональні для ефективності процесу сепарування робочі параметри кута нахилу, які повинні знаходитися в межах 6,5 – 7,5 °. The goal is to establish the proper structural and technological parameters for the vibration impact machine for the purpose of separating products of oat grain husking. This will increase the production of highquality oat groats. The goal is to establish the proper structural and technological parameters for the vibration impact machine for the purpose of separating products of oat grain husking. This will increase the production of highquality oat groats. Experimental studies have established that such important process parameters as the grain load on the separating surface, the amplitude, frequency of oscillations and the angle of inclination of the work table, the kinematics of its movement and the wear of the support surfaces significantly affect the efficiency of separating the oat mixture into hulled and unhulled grains. It was established that the throughput of the feeder cells decreases with distance from the loading hopper and the distribution of grain in the working channels is uneven. The moisture content of grain raw materials and the shape of the feeder windows affect the speed of grain distribution along the working channels. The separation efficiency varies depending on the amplitude and frequency of the desktop vibrations and reaches its maximum value, respectively, at 190 mm and 50-53 vibrations per minute. The angle of inclination of the working table is to a large extent one of the adjustable parameters that affects the productivity and quality of the separation process. The working parameters of the tilt angle, which should be in the range of 6.5-7.5 °, are the most rational for the efficiency of the separation process.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 Обґрунтування обладнання для збирання льону олійного зернозбиральним комбайном(ЦНТУ, 2022) Дідух, В. Ф.; Буснюк, В. В.; Бодак, М. В.; Didukh, V.; Busyijk, V.; Bodak, M.В статті проводиться аналіз технологій збирання льону олійного з використанням зернозбирального комбайна. Тривалі дослідження у Луцькому НТУ вказують на можливість застосування брання стеблостою льону олійного. Запропонована конструкція широкозахватного брального апарату для даного способу з врахуванням сучасної методології створення сільськогосподарської техніки. Визначено необхідні робочі органи, які забезпечують формування потоку групи стебел і передачу їх на жатку зернозбирального комбайна. Встановлена умова нерозривності потоку групи стебел для забезпечення рівномірної подачі у молотильний апарат для якісного відділення насіння. Presentation of the results of experimental field research, laboratory to determine the conditions for harvesting oilseed flax stalks in the phase of full maturity. Outlining the conditions for the technological operation of harvesting oilseed flax by extracting stems from the soil. Presentation of the methodology for determining the necessary working elements of the equipment for extracting stems from the soil and forming the continuity of the flow of a group of stems on the harvesting part of the combine harvester. The problem that arises in the process of harvesting flax oil in the phase of full maturity is due to the presence of fiber in the stems, which complicates the work of the segmental-finger cutter. Therefore, the collection of such stems is carried out by the method of taking (extraction from the soil). This phenomenon requires the development of equipment for the universalization of the combine harvester, which increases its ability to be used in the harvesting of crops, taking into account the growing conditions and the state of the stalk. The experiments were conducted in the field on the Lyrina variety to establish the average value of the collection effort. The crops were not characterized by uniform ripening, which allowed to choose areas that characterized the maturity phases of oilseed flax. Start of research: mid-July, end - until 01.09. Accordingly, the study of the continuity of flow was conducted in the laboratory by simulating the selection of stems from one to five adjacent rows. It was found that a cylindrical support rough surface is required to ensure the continuity of the flow in the equipment. Based on the proposed structural and logical scheme, the main working units of the equipment to ensure high-quality harvesting of oilseed flax of any phase of ripeness without changing the design of the harvesting part of the combine harvester. These include: the mechanism of separation of portions of the stem from the total array and the picking device, which consists of pairs of rollers with horizontal axes of rotation and a distance between them of 76.2 mm. Combining the results of field and laboratory studies with the analysis of forces when moving the stem mass in the form of a flow of a group of stems on the supporting surface allowed to offer a constructive - layout scheme of equipment for harvesting oilseed flax. This equipment is intended to be installed on the harvesting part of the combine without changing its design. The analysis of forces performed for the flow of stems moving inseparably on a cylindrical support surface is important for the study of the selection of the stem mass of crops from rolls.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 Обґрунтування раціонального співвідношення дугової довжини вакуумної камери та кількості комірок висівного диска пневмомеханічних вакуумних висівних апаратів(ЦНТУ, 2019) Осипов, І. М.; Сисоліна, І. П.; Осипов, И. Н.; Сысолина, И. П.; Osypov, I.; Sysolina, I.Встановлено, що значні резерви в підвищенні якості розподілу насіння сівалками з пневмомеханічними вакуумними висівними апаратами по площі живлення містяться в зменшенні пульсації величини розрідження в вакуумній камері за рахунок раціонального співвідношення її дугової довжини та кількості комірок висівного диска. Запропоновано математичний вираз для визначення пріоритетного ряду кількості комірок висівного диска для висівних апаратів з певною дуговою довжиною вакуумної камери. Результати теоретичних досліджень експериментально підтверджені в лабораторних умовах. Установлено, что значительные резервы в повышении качества распределения семян сеялками с пневмомеханическими вакуумными высевающими аппаратами по площади питания имеются в уменьшении пульсации величины разрежения в вакуумной камере за счет рационального соотношения ее дуговой длины и количества ячеек высевающего диска. Предложена математическая формула определения приоритетного ряда количества ячеек высевающего диска высевающих аппаратов с определенной дуговой длиной вакуумной камеры. Результаты теоретических исследований экспериментально подтверждены в лабораторных условиях. Considerable backlogs in upgrading of distribution of seed by seeders with pneumomassage vacuum seedmeters areally feed are contained in reduction of pulsation of size of rarefaction in a vacuum chamber. One of reasons of such pulsation is dependence of coefficient of hydraulic resistance of vehicles on the amount of cells of sowing disk, being in the zone of a vacuum chamber. Influence of this dependence is special strongly shows up at sowing of large seed sowing disks with the cells of large-break, and also in pneumomassage seedmeters with small angular length of a vacuum chamber. Thus, in the pneumomechanical seeding machine of the SUPN-8A seeder, the angular value of the vacuum chamber is 2700. When using a seeding disk with 14 cells that are evenly spaced in a circle, 10 or 11 cells are in the area of the vacuum chamber at different points in time. It results in a decrease (11 cells) or an increase (10 cells) of the vacuum in the vacuum chamber. The condition of being of permanent amount of cells of sowing disk in the zone of a vacuum chamber is set and the priority row of amount of cells is got for the pneumomassage seedmeters of a vacuum type with the fixed angular length of a vacuum chamber. Taking into account the requirement, a priority number of cells of the seeding disk of pneumomechanical seeding devices of vacuum type with an angular value of vacuum chamber 270º was obtained: 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, etc. Experimental verification of working hypothesis and formed mathematical model confirmed their adequacy. Quality indexes of work of seedmeter with offer disks higher than indexes during work of seedmeter with serial disks. The coefficient of variation of unevenness of distribution of seed along a row went down from 55-73% to 37-48%. For the pneumomassage seedmeters of a vacuum type with the fixed angular length of a vacuum chamber, rational correlation of angular length of a vacuum chamber and amount of cells of sowing disk it is necessary to count such at that there is simultaneous included of one cell in the zone of a vacuum chamber and exit of other cell from the zone of a vacuum chamber. For a pneumomassage vacuum seedmeter with angular length of a vacuum chamber 270º a rational amount of cells is 16 and 24 units.Item Обґрунтування технологічних параметрів зернового сепаратора(ЦНТУ, 2019) Богатирьов, Д. В.; Скриннік, І. О.; Юрченко, О. В.; Богатырев, Д. В.; Скринник, И. О.; Bohatyrov, D.; Skrynnik, I.; Yurchenko, O.Проведено аналіз існуючих типів зернових сепараторів. Встановлено взаємозв’язок властивостей псевдозрідженого шару і окремої зернини з конструктивними, кінематичними та аеродинамічними параметрами сепаратора. Враховано дію випадкової лобового тиску; пульсації повітряного потоку; ексцесу та асиметрії епюр тисків, відповідно, в повздовжньому та поперечному перетині пневматичного каналу; висоти розташування дільників зернового шару. Обґрунтовано граничні режими роботи сепаратора та верхню межу його продуктивності за умови досягнення максимального технологічного ефекту сепарації. Наведені експериментальні закономірності основних кінематичних та геометричних параметрів запропонованого сепаратора, які суттєво впливають на технологічні показники його роботи. Проведен анализ существующих типов зерновых сепараторов. Установлена взаимосвязь свойств псевдоожиженного слоя и отдельной зерна с конструктивными, кинематическими и аэродинамическими параметрами сепаратора, при наличии факторов: случайного действия силы лобового давления; наличии пульсации воздушного потока; эксцесса и асимметрии эпюр давлений, соответственно, в поперечном и продольном сечении пневматического канала; высот установки делителей слоя. Обоснованно предельные режимы работы сепаратора и верхнюю границу его производительности при достижении максимального технологического эффекта сепарации. Приведенные экспериментальные закономерности влияния основных геометрических и кинематических параметров предложенного сепаратора на технологические показатели его работы. The article is developed the problem to pneumatic-impulsive separation according to density. Harvesting is one of the important operations in agribusiness. Wheat grain is selected according to different indicators. They are all correlated with grain density. Grain density affects the yield and nutrition of the produce. The analysis of modern equipment has indicated a new direction of research. The purpose of the work is formulated: increase of efficiency and productivity of the process of separation of seeds by density in the state of fluidization; reducing energy consumption through the use of pulsating airflow. Analysis of the designs of modern separators indicated the way of modernization of the separator. The authors proposed to replace fluctuations sieves pulsation air. This will reduce energy costs and improve quality performance. To confirm the idea, the authors developed a new separator. Structurally, it consists of two parts: the first creates the required flow of air, and the second - divides the grain by density. The second part is a pneumatic duct with a partition. The grain is filled with a conveyor in the hopper. The flap in the hopper regulates the flow of grain into the pneumatic duct. The channel is horizontally divided by a partition. The partition transmits air. On the partition, the grain layer is fluidized. A pulsator is installed between the fan and the duct. It consists of an electric motor and a damper. During operation of the electric motor, the damper closes the pneumatic channel or open. This creates a ripple of air in the pneumatic duct beneath the partition. The pneumatic duct has two flaps for changing the speed and pressure diagrams. The flaps adjust the quality of the separation. Grain was classified into three fractions. The first fraction is light grains with a density of 1000-1100 kg / m3. The second fraction - medium grains with a density of 1101-1200 kg / m3. The third fraction is heavy with a density greater than 1200 kg / m3. Grain was classified by dividers at the outlet of the pneumatic duct. Experimental researches confirmed expedience of the use of pulsator by setting of him in a pneumatic channel for replacement of swaying motion of sounding board on a pulsating blast. The analysis of existing types of grain separators is carried out. The properties of the fluidized bed and the individual grain are correlated with the design, kinematic and aerodynamic parameters of the separator, with the following factors: random force of frontal force; the presence of ripple air flow; excess and asymmetry of pressure plots, respectively, in the transverse and longitudinal sections of the pneumatic channel; the height of the layer dividers. The boundary modes of operation of the separator and the upper limit of its productivity are substantiated, provided that the maximum technological effect of separation is achieved. The experimental regularities of the influence of the basic geometric and kinematic parameters of the proposed separator on the technological parameters of its operation are presented.