В рамках Стратегии «От поля до прилавка» Европарламент призывает пересмотреть процедуру допуска средств защиты растений (СЗР) в ЕС, усилить контроль за использованием СЗР и сократить их применение. Разработка энерго- и ресурсосберегающих агрохимических технологий применения СЗР подразумевает создание монодисперсных распылительных устройств для конкретных химических препаратов, определение норм их расхода на единицу площади, адаптированную к ним опрыскивающую технику и соответствующие сельскохозяйственные технологии. Создание распылительной техники требует принципиально нового подхода к методике ее испытаний и определению дисперсного состава капель распыла. В целях разработки инновационной методологии оптимизации работы распылительных устройств на основе метода дисперсного анализа капель распыла авторами разработан и изготовлен испытательный стенд, обеспечивающий репрезентативный отбор пробы аэрозоля. Разработаны экспресс-анализаторы качества опрыскивания, изготовленные в виде карточек размерами 90 на 40 мм или ленты шириной 40 мм и длиной 3 м, пропитанных раствором гексацианоферрата (III) калия концентрацией 5…7%. Создана компьютерная программа подсчета и ранжирования капель распыла в режиме реального времени. Представлены результаты исследований оптимизации нескольких параметров: норм расхода препарата и рабочей жидкости, плотности (концентрации) капель рабочей жидкости на поверхности объекта обработки, дисперсного состава капель распыла (размера капель, степени полидисперсности производительности и возможности регулирования параметров технологического процесса). Разработанный экспериментальный комплекс и технология экспериментального тестирования распылительных устройств позволяют проводить сравнительные испытания распылительных устройств.

Важнейшей проблемой при реализации любой технологии является уменьшение затрат труда, энергии и ресурсосбережение с одновременным повышением урожайности возделываемых культур и, как следствие, снижением себестоимости продукции. Установлено, что использование сберегающих технологий позволит снизить количество проходов агрегатов по полю, сохранить плодородие почвы, минимизировать загрязнение окружающей среды от продуктов сгорания топлива. В статье представлен метод комплексной оценки качества выполнения технологических операций энергоресурсосберегающей технологии уборки корнеплодов и картофеля в условиях повышенной влажности. Описываемый коэффициент энергоресурсосбережения учитывает прямые затраты энергии при возделывании продукции растениеводства, включающие в себя затраты энергии, полученной от сгорания жидкого топлива, энергии прямых затрат при производстве продукции растениеводства, энергии материально-технических ресурсов и энергии оборотных средств. Численные значения показателя комплексной оценки энергоресурсосбережения технологического процесса уборки корнеплодов и картофеля позволят судить о качестве техногенного воздействия комплекса машин при уборке овощных культур. Применение предложенного метода позволяет адекватно оценить энергетическую эффективность производства продукции растениеводства с учетом энергии прямых и косвенных затрат.

В условиях Центрального Кавказа заготовка сена на горных склонах способствует решению проблемы повышения производства животноводческой продукции. При заготовке сена предлагается применять агрегаты горной модификации, а для улучшения сохранности сена – консервант (поваренную соль). Для работы на склоновых участках с уклоном до 15° рассматривается комплекс сеноуборочных машин, агрегатируемых с низкоклиренсными тракторами. Технические возможности подобранных машин позволяют оптимизировать сроки заготовки и уменьшить затраты ручного труда, обеспечивают наименьшие потери заготавливаемого корма, повышают его качество и сохранность. Испытания данной технологии проводились в горной зоне РСО-Алания (Даргавская котловина, опорный пункт СКНИИГПСХ) на высоте 1540 м над уровнем моря юго-восточной экспозиции с крутизной склона до 15° . Экспериментальными исследованиями установлено, что в прессованном сене увеличилось содержание кормовых единиц на 32,1%, сухого вещества на 29,6%, сырого протеина на 17,3%, жира на 7,4%, клетчатки на 14,2%, сахара на 17,6%, обменной энергии на 8,0%. Разработанная технология по сравнению с ручной заготовкой сена позволяет более чем в 1,2 раза уменьшить механические потери, увеличить производительность труда в 4…5 раз, сократить сроки уборки в 3 раза. При этом установлено, что повысилась поедаемость заготовленного корма на 18,5%, что вместе с бόльшей его питательной ценностью положительно сказалось на физиологическом состоянии животных в зимне-стойловый период и привело к повышению удоя молока на 11,7%.

С развитием органического сельскохозяйственного производства требуются большие объемы органических удобрений. В связи с резким сокращением крупного рогатого скота органических удобрений в виде отходов животноводства недостаточно. Чтобы восполнить их потребность, разработаны с учетом технических требований заказчиков и поставлены в регионы России и Беларуси 11 технологических линий по переработке природного органического сырья в виде торфа, бурого угля и сапропеля. Проведен анализ работы этих линий, на основании исследования работы отдельных узлов и агрегатов определены технические и технологические проблемы. Для промышленного производства технологических линий изучены и проанализированы возможности разработки технологических линий с использованием модульного оборудования машиностроительных организаций по переработке органического сырья для получения гуминовых удобрений. Результаты исследований позволили модернизировать отдельные технологические линии с использованием инновационных разработок и модульного оборудования. Использование для очистки суспензии торфа перед подачей в реактор новой конструкции гидромеханического очистителя позволило повысить уровень её очистки до 97…98%. Усиление технологической линии модульным оборудованием (вибрационной мельницей типа МВ-20) для размолота угля повысило качество работы реактора, снизило содержание балласта после фильтрации до 1…3%. Дисперсность суспензии удобрения, подаваемой на фильтрацию, уменьшилась до 50…70 мкр. Внедрение конструкции нового дисмембратора повышенной мощности позволило сократить время производственного цикла на 30 мин. Дополнительная установка гидромеханического кавитатора повысила эффективность извлечения гуминовых кислот из органического сырья. Модернизирована система дозирования микроэлементов, под производство концентрированных удобрений до 2,5 т в смену. Определена целесообразность дальнейшей разработки технологических линий на основе модульного оборудования.

Цифровая трансформация сельского хозяйства и животноводства предполагает наряду с созданием датчиков физиологического состояния КРС разработку модульных радиотехнических цифровых устройств приема-передачи информации. Разработанный модуль базовой станции осуществляет прием-передачу сигналов с датчиков-болюсов, расположенных в рубце животного, по трем основным параметрам: кислотность, pH; температура; двигательная активность. Модуль БС состоит из двух частей, соединенных между собой кабелями: мини-компьютера Raspberry Pi 4, выполняющего функцию устройства управления, и внешнего модуля передачи данных, включающего в себя приемопередатчик для связи с датчиками-болюсами, установленными на животных и GSM-модуль для выхода в Интернет и связи с сервером. Анализ данных основных параметров позволяет по соответствующим корреляционным зависимостям с помощью разработанного программного обеспечения контролировать физиологическое состояние животных. Разработана принципиальная электрическая и структурная схемы модуля передачи данных, входящего в состав базовой станции. Также представлена блок-схема логической структуры программного обеспечения базовой станции. Разработана программа испытаний, включающая в себя проверку уровней сигналов в помещениях различного типа с использованием имитаторов – датчиков-болюсов. Испытания показали, что измеренный в рассматриваемых помещениях уровень сигнала на различных высотах не превышает минимально допустимый уровень сигнала –70 дБ. Результаты проведенных испытаний позволили установить относительно равномерное распределение уровня сигнала в помещении и повышение неоднородности его в углах, что позволяет найти компромисс между параметрами системы и сделать необходимые расчеты для прогнозирования работы всего комплекса.

Сложность осуществления процесса сепарации в картофелеуборочных машинах обусловливает применение элеваторов с дисковыми ворошителями. Для повышения эффективности просеивания почвы после подкапывающего лемеха над элеватором установлен дисковый ворошитель с закрепленными на нём обрезиненными пальцами, благодаря упругости которых клубни картофеля не повреждаются. Проведен полнофакторный эксперимент по изучению влияния на полноту сепарации почвенно-клубненосного пласта трех факторов: угла установки пальцев, скорости копателя и частоты вращения дискового ворошителя. Представлены уровни и интервалы варьирования этих факторов. По результатам исследований получено и проанализировано уравнение математической модели, отражающее в закодированном виде влияние значимых факторов на полноту сепарации почвенно-клубненосной массы при уборке картофеля. Анализ решений уравнения математической модели позволил установить, что при угле установки пальцев 32,19° и скорости картофелекопателя 0,203 м/с максимальная полнота сепарации почвенно-клубненосного пласта составляет 90,8%. Экспериментальные исследования проведены в 2020 г. во время сезона уборки картофеля сорта Романо в фермерском хозяйстве «Сарви сада хосили» Касансайского района Наманганской области Республики Узбекистан. Благодаря применению дискового ворошителя на картофелеуборочных машинах количество и степень повреждения клубней снизились за счет перемещения клубней с почвенным пластом и сокращения количества соударений их с прутками элеватора

Сложность загрузки зерновых культур в различные контейнеры заключается в невозможности заполнения всей требуемой емкости, неравномерном распределении материала, ограничениях по конструкции контейнера и т.п. Для осуществления равномерной загрузки рассмотрен шнековый транспортер-распределитель, в котором устройство в виде шнека, помещено в кожух. Снизу по всей длине транспортера-распределителя имеется высыпное отверстие определенной геометрической формы. Задачей исследования было получение параметров шнекового транспортера-распределителя, определение их влияния на производственные параметры шнека при известных параметрах загружаемой ёмкости для получения равномерной загрузки зерна. В ходе проведения компьютерного эксперимента рассмотрены шнеки диаметрами 100, 160, 200, 250, 315 и 400 мм при изменении частоты их вращения от 50 до 600 мин-1 с интервалами в 50 мин-1, длина шнеков менялась от 1 до 14 м с шагом в 1 м. Полученные результаты позволили выявить приемлемые диаметры и частоты шнековых транспортеров-распределителей в зависимости от габаритов загружаемых контейнеров для обеспечения равномерного распределения. На примере склада прямоугольной формы размером 14 на 20 м определены технические характеристики шнекового транспортера-распределителя, а также произведен расчет нужной геометрической формы отверстия в кожухе шнека, необходимого для обеспечения равномерного распределения зерна.

В агроинженерных расчетах процесса сушки нарезки из свеклы, происходящего при повышенной температуре, необходимы значения ее равновесного влагосодержания. В связи с отсутствием в источниках литературы этих данных экспериментально статическим (эксикаторным) методом получены и проанализированы изотермы десорбции влаги для столовой свеклы, нарезанной на дольки, при температурах 30, 40 и 50о С. Для создания определенных значений относительной влажности воздуха в эксикаторах использовали насыщенные растворы различных минеральных солей, значения относительной влажности воздуха над которыми находили по известной диаграмме Шнайдера. Полученные изотермы десорбции влаги имеют типичный для капиллярно-пористых коллоидных материалов S-образный вид и соответствуют четвертому типу изотерм сорбции по классификации Брунауэра. Для удобства инженерных расчетов они описаны уравнением Гендерсона, которое позволяет рассчитывать значения равновесного влагосодержания материала при различных значениях относительной влажности воздуха и температуры. Найдены значения констант этого уравнения. Проведена статистическая оценка достоверности аппроксимации опытных данных уравнением Гендерсона, показавшая удовлетворительное соответствие этого уравнения опытным данным. Поскольку в эксикаторы при снятии равновесия помещали образцы свеклы с высокой (естественной) влажностью, то полученные изотермы являются изотермами десорбции, которые необходимы для расчета процесса сушки материала. Результаты исследований могут быть использованы при расчете процесса сушки нарезки свеклы, а также при организации процесса ее хранения.

Применение быстросборных (сборно-разборных) трубопроводов является одним их эффективных способов подачи воды для выполнения мероприятий по периодическому орошению сельскохозяйственных земель, особенно в условиях высокой степени износа существующих оросительных систем. В результате исследований физико-химических свойств композитных материалов предложена конструкция линейного элемента сборно-разборного трубопровода, основные технические решения которой учитывают опыт эксплуатации отечественных и зарубежных сборно-разборных трубопроводов в системах орошения. Особенностью предлагаемого линейного элемента является цельная конструкция трубы из композитного материала без сварных швов и соединений с жестко связанными усиливающими металлическими узлами, расположенными в зонах повышенной нагрузки. Полученные в ходе эксперимента характеристики композитных материалов (на примере стеклопластиков, изготовленных с применением различных типов отвердителей) позволяют прогнозировать повышение устойчивости работы и безопасности эксплуатации сборно-разборного трубопровода из композитных материалов за счет возможности изгиба с меньшим радиусом (по сравнению с аналогичными трубопроводами из стали) при прокладке на сильно пересеченной местности.

На основе анализа условий работы консольных насосов и характерных дефектов защитных втулок предложена технология повышения износостойкости наружной поверхности деталей методом электромеханической поверхностной закалки (ЭМПЗ). Приведены результаты изменения структуры и микротвердости поверхностного слоя втулок из сталей 45 и У8. Установлено, что после ЭМПЗ микротвердость образцов из стали 45 увеличилась с 240 НV до 765 НV, а образцов из стали У8 – с 340 НV до 876 НV. Разработана конструкция стенда и выполнены износные испытания образцов с воспроизведением условий эксплуатации соединения «Защитная втулка-сальниковая набивка» консольных насосов. В результате испытаний установлено, что по сравнению с серийными технологиями упрочнения втулок ЭМПЗ повысила износостойкость образцов из стали 45 в 3,1 раза, стали У8 – в 1,9 раза. При этом использование образцов из стали У8 после ЭМПЗ вместо серийных втулок из стали 45 позволяет повысить износостойкость изделий в 6,1 раза. Результаты исследований позволяют рекомендовать технологию ЭМПЗ для повышения износостойкости втулок защитных при их изготовлении на производстве и при ремонте консольных насосов.

Современные транспортные и технологические машины эксплуатируются в условиях сезонности сельскохозяйственных работ и существенных энергетических нагрузок. Карданные шарниры неравных угловых скоростей, являясь частью механических трансмиссий, работают в тяжелых условиях и являются объектами, лимитирующими надежность техники. Установлено, что температурный режим подшипниковых узлов карданных шарниров оказывает влияние на интенсивность изнашивания их рабочих поверхностей. При повышении температуры в зоне трения, вследствие механической работы и нагрева от окружающей среды и смежных источников тепловыделения, возникают условия граничного трения и превышения температуры до уровня самоотпуска материала. В результате исследований разработана конструкция карданного шарнира (RU199508), обеспечивающая интенсификацию процесса охлаждения его подшипниковых узлов непосредственно в зоне максимального тепловыделения во время работы карданного шарнира. Численное моделирование по методике расчета радиаторов, произведенное для карданного шарнира с крестовиной К 040 ГОСТ 13758-89 на игольчатых подшипниках № 804704 К5, показало величину площади наружной поверхности, достаточной для его охлаждения. При сочетании максимальных значений угла излома карданного шарнира, крутящего момента, угловой скорости и КПД 0,99 его подшипниковые узлы эффективно охлаждаются. Установлено, что при КПД подшипниковых узлов менее 0,952 их наружной поверхности уже недостаточно для обеспечения эффективного охлаждения и поддержания условий теплового баланса в зоне трения. Применение радиатора позволяет увеличить площадь теплоотдачи на 19%. Ребра радиатора, закрепленные на боковых поверхностях проушин вилок, толщиной 2 мм и расстоянием между ними 4 мм и общей площадью 166,1 см2 , обеспечат работоспособность подшипниковых узлов даже в случае уменьшения их КПД до 0,943 в результате механического изнашивания.

Особенностью использования маломощных циркулярных пил в условиях фермерских мастерских является многообразие режимов эксплуатации, определяемых характером распилов. Для повышения эффективности работы циркулярных пил при поперечных распилах древесины можно рекомендовать применение инерционных накопителей энергии в виде маховиков. Однако при продольных распилах кинетическая энергия маховиков быстро иссякает, а для ее последующего пополнения требуется значительное время. С целью сокращения продолжительности восстановления требуемой частоты вращения диска пилы предлагается в качестве маховика использовать ротор дополнительного электродвигателя. Автоматическое управление дополнительным электродвигателем осуществляется регулятором по величине тока в цепи питания основного электродвигателя. Во избежание возникновения автоколебаний с недопустимо высокой частотой статическая характеристика регулятора должна содержать участок с зоной неоднозначности. Это достигается использованием релейно-контактной схемы, а также схемы на логических элементах или микропроцессора. Релейно-контактная схема содержит пять электромагнитных реле, одно реле времени и два магнитных пускателя. Назначение реле времени сводится к исключению ложных срабатываний за счет обеспечения невосприимчивости регулятора к пусковому току. Для реализации алгоритма управления дополнительным электродвигателем возможно использование логических элементов «И» и «ИЛИ», включенных по предложенной схеме. Эффективной мерой повышения надежности и уменьшения габаритов регулятора является использование микропроцессора ARDUINO совместно с симисторами, установленными в цепях питания электродвигателей циркулярной пилы. Управляемый двухдвигательный электропривод маломощной циркулярной пилы позволяет снизить потребление электроэнергии при поперечных распилах древесины, улучшить условия труда и повысить его производительность при продольных распилах.

С целью оптимизации режимов работы энергосистемы, повышения надёжности электроснабжения потребителей и повышения качества поставляемой электроэнергии в сети в роли основного и резервного источников питания используются системы накопления электроэнергии. Актуальным является анализ практического опыта применения накопителя. Авторами выполнен анализ применения в электрической сети 0,4 кВ Орёлэнерго системы накопления электрической энергии в виде накопителя емкостью 20 кВт∙ч типа MRSK2.0/ESS-50.40, установленного для повышения качества электрической энергии. Произведён обзор режимов работы накопителя, выполнен анализ алгоритмов его управления. Установлено, что в электрической сети с несимметричной нагрузкой применение исследуемого накопителя ухудшило показатели сети. Это объясняется следующими недостатками: отсутствие зависимости интервалов зарядки/разрядки накопителя от графика нагрузки потребителей; отсутствие пофазного управления выдачей мощности и зарядкой; отсутствие алгоритмов отключения при аварийной ситуации в сети. Сделан вывод о том, что для корректировки показателей качества электроэнергии накопитель выбран неверно. Даны рекомендации по совершенствованию систем накопления электроэнергии, выполнение которых позволит избежать выявленных недостатков.