С целью оценки эффективности технологии возделывания кукурузы на зерно, основанной на минимальной обработке почвы и внесении органических удобрений, в сравнении с традиционной технологией с отвальной вспашкой проведены полевые исследования в двух хозяйствах Новокубанского района Краснодарского края. Проведен расчет показателей экономической эффективности посевных агрегатов, машинно-тракторного парка и технологии в целом. Сравнительный анализ показателей экономической оценки пропашной сеялки прямого посева Optima TFmaxi в агрегате с трактором John Deere 8310RT, используемых в технологии Mini-til, и посевных агрегатов традиционной технологии показал, что посев кукурузы на зерно сеялкой прямого посева по сравнению с традиционной позволяет снизить трудоемкость механизированных работ на 0,15 чел.-ч/га (43%) и потребность в топливе на 0,2 кг/га (7%), но при этом удельные эксплуатационные затраты в 3 раза выше. Сравнительный анализ использования машинно-тракторного парка в двух технологиях показал, что в технологии Mini-till по сравнению с традиционной применяется меньшее количество техники (на 18 ед., или на 62%), но при этом в минимальной технологии – вся техника зарубежного производства, а в традиционной – только 24% ее. Установлено, что затраты ресурсов на обработку почвы в технологии Mini-til по сравнению с традиционной снизились: трудоемкость механизированных работ – на 0,58 чел.-ч/га (46%); расход топлива – на 9,1 кг/га (18%); удельные эксплуатационные затраты денежных средств – на 1227 руб/га (17%). При применении технологии Mini-till урожайность кукурузы на зерно составила 10 т/га, что выше урожайности, полученной при использовании традиционной технологии, на 3 т/га, или на 43%. Полученные научно-практические результаты позволяют рекомендовать применение минимальной технологии Mini-till для экономически устойчивых сельскохозяйственных предприятий всех форм собственности Южного федерального округа.

Без применения средств защиты растений, способствующих получению высоких урожаев, невозможно ведение интенсивного сельскохозяйственного производства. Сельхозтоваропроизводителями наиболее востребован химический метод защиты растений как более эффективный и производительный, для реализации которого широко используют опрыскиватели. Анализ современных опрыскивателей показал, что в их конструкции преобладают тенденции увеличения производительности, ширины захвата и вместимости рабочих баков, улучшения качественных показателей работы, совершенствования основных узлов и оборудования, использования различных средств автоматизации с целью уменьшения экологической нагрузки на окружающую среду. В более далекой перспективе прослеживаются тенденции по развитию автономных роботизированных машин и беспилотных летательных аппаратов, объединенных в единую интеллектуальную систему точного земледелия. Отмечено, что в наибольшей степени на показатели качества химической обработки растений влияют следующие рабочие параметры опрыскивателя: скорость движения агрегата; высота установки штанги и ее стабильность в процессе работы; давление в системе подачи рабочей жидкости и параметры работы форсунки (диаметр формируемых капель, степень износа и засоренности. Существенное влияние оказывают также параметры окружающей среды: относительная влажность и температура воздуха, скорость ветра и наличие осадков. Для обеспечения высокого качества, эффективности и экологической безопасности технологического процесса химической защиты растений необходимы: совершенствование технических средств защиты растений в направлении оптимизации основных рабочих параметров; внедрение передовых технических решений, направленных на увеличение показателей эффективности технологического процесса; внедрение систем автоматизации и роботизации технических средств защиты растений; развитие автономных роботизированных машин и беспилотных летательных аппаратов, объединенных в единую интеллектуальную систему точного земледелия.

Развитие органического сельскохозяйственного производства в России сдерживается по причине отсутствия необходимых органических удобрений, производство которых не обеспечено современными технологическими линиями по переработке торфа, бурого угля, сапропеля и биогумуса. В связи с потребностью в таких технологических линиях разработана математическая модель, описывающая гидромеханические и механические процессы, позволяющая сделать выбор параметров режима работы технологической линии. Впервые предложенная модель может быть использована при формировании суспензии с необходимой дисперсностью в гидромеханическом очистителе и реакторе. Предложена методика по сборке технологических линий по переработке органического сырья на основе модульного оборудования, обеспечивающих производительность и качество гуминовых удобрений в промышленных объемах. Показано, что представленная математическая модель хорошо согласуется с реальным технологическим производством и может быть использована для теоретических и инженерных расчетов. Совершенствование математической модели процесса работы технологической линии по переработке органического сырья с применением теории искусственных нейронных сетей может в дальнейшем использоваться в системе автоматизации технологических операций и мониторинга показателей качества работы модульного оборудования, при переработке органического сырья, что обеспечит новый уровень синтеза сложных технических систем в интересах сельскохозяйственного производства.

Традиционно дражирование семян осуществляется дражираторами с барабанным рабочим органом в циклическом режиме, что усложняет включение дражираторов в технологическую линию комплексной предпосевной обработки семян. Приведено обоснование эффективности ленточных дражираторов, обеспечивающих непрерывность дражирования и существенно повышающих производительность процесса. Сформулированы основные требования к процессу дражирования семян в непрерывном режиме. Определены условия скатывания драже по наклонной поверхности движущейся ленты транспортера и выявлена аналитическая взаимосвязь угла наклона транспортерной ленты дражиратора с коэффициентом трения, диаметром драже и скоростью их поступательного движения по ленте транспортера. Определены основные рабочие параметры ленточного дражиратора: длина, скорость движения и угол наклона ленты транспортера. Полученные математические выражения универсальны и позволяют произвести расчет рабочих параметров дражираторов при обработке семян сельскохозяйственных растений с различными исходными размерами, массой и триботехническими свойствами. При исследовании перемещения дражируемых семян по движущейся ленте наклонного транспортера приняты во внимание действующие на них сила трения, сила реакции опоры, скатывающая сила и сила тяжести. Исходя из аналогии поступательного движения семян по наклонной плоскости их движению по внутренней поверхности барабана бесконечно большого радиуса установлены численные значения рабочих параметров процесса дражирования в непрерывном режиме. Сделано заключение о возможности уменьшения габаритов ленточного дражиратора посредством реализации расчетной длины рабочей зоны ленты транспортера суммой длины нескольких лент, расположенных наклонно по отношению к земле в разных плоскостях.

Мелкая обработка почвы в технологическом процессе возделывания сельскохозяйственных культур является одной из ключевых операций по подготовке почвы к посеву. С целью установления оптимальных параметров рабочего органа для мелкой обработки почвы разработана конструкция с возможностью использования различных основных исполнительных элементов (плоскорежущей лапы и накладки стойки). Критерием оптимизации параметров рабочего органа являлось тяговое сопротивление. Проведены экспериментальные исследования в полевых условиях. Определение оптимальных параметров функционирования рабочего органа для мелкой обработки почвы производилось по стерневому фону озимой пшеницы после обработки дисками в один след. Методика проведения экспериментальных исследований основывалась на планировании многофакторного эксперимента. За основные изменяющиеся факторы в экспериментальных исследованиях приняты угол раствора лемехов плоскорежущей лапы рабочего органа, угол заточки стойки рабочего органа и глубина обработки почвы рабочим органом. В ходе обработки данных и проведения расчетов получено уравнение регрессии, позволяющее производить расчет тягового сопротивления в зависимости от заданных параметров рабочего органа и глубины обработки почвы. В результате экспериментальных исследований в диапазоне исследуемых скоростей 6,84…11,37 км/ч определены оптимальные параметры рабочего органа: угол раствора лемехов плоскорежущей лапы (104°) и угол заточки стойки рабочего органа (50°). При скорости обработки почвы 8,20 км/ч наименьшее тяговое сопротивление, создаваемое одним рабочим органом шириной захвата 0,5 м, на глубине обработки 8 см достигает 1,902 кН, при 12 см – 2,482 кН, а при 16 см – 4,758 кН. Полученные данные могут быть использованы при проектировании рабочих органов и сельскохозяйственных машин для мелкой обработки почвы.

Значительная часть потерь при уборке урожая современными комбайнами обусловлена несовершенством систем копирования рельефа поля. В результате анализа и обзора патентов по механизмам копирования рельефа поля жатками комбайнов, выявления основных преимуществ и недостатков этих устройств автором предлагается вариант дооснащения наиболее распространённой рычажно-пружинной системы копирования, обеспечивающей автоматическую корректировку высоты среза при выходе за предусмотренные заводом-изготовителем пределы копирования. Устройство состоит из двух основных частей, одна из которых крепится на корпус наклонной камеры, а вторая – на верхний несущий брус жатки. В конструкции устройства имеются два магнитоконтактных датчика, подключаемых к электрической системе управления положением жатки. При работе жатки в пределах заложенного в её конструкцию диапазона копирования рычажно-пружинная система работает в обычном режиме, позволяя жатке огибать неровности поля и поддерживать заданное давление опорных башмаков на грунт. При смещении жатки к границе диапазона копирования происходит замыкание соответствующего датчика управления гидросистемой и выполняется автоматическое изменение высоты наклонной камеры, что исключает галопирование жатки или зарывание опорных башмаков в почву. Предлагаемый вариант модернизированного механизма копирования рельефа не требует значительных затрат, позволяет снизить трудоёмкость управления комбайном, способствует повышению его среднесменной производительности и снижению потерь урожая ввиду запоздалых реакций оператора на изменение рельефа местности.

Проблема загрязнения воздуха помещений сельскохозяйственного назначения ведет к уменьшению привеса живой массы животных и птиц, росту заболеваемости, а также к ухудшению санитарных условий труда работников. В воздухе птичников содержатся как пылевые частицы различного происхождения и размеров, так и болезнетворные микроорганизмы и вредные газы. Поэтому к очистке воздуха в птицеводческих помещениях необходимо подходить комплексно. Для решения данной проблемы предложено использовать комбинированную электроустановку для очистки воздуха, в которой используются два метода очистки воздуха: электрофильтрация и ультрафиолетовое излучение. Испытания проводились на двух группах птенцов перепелок по 35 шт. в каждой группе. Содержание птенцов - клеточное в боксе. Концентрацию пылевых частиц в воздухе птичника определяли с помощью ПК-ГТА 0,3-002, параметры и химических состав воздуха - приборами «Метеоскоп-М», «Testo 440» и газоанализатором Н-320. Замер проводился после 3-х ч работы установки в центре помещения на высоте 1 м от пола. Достоверность результатов подтверждена многократной повторностью исследований и воспроизводимостью полученных сведений, использованием общепринятых методов, приборов и математической обработкой результатов. Проведено исследование зависимостей концентрации пылевых частиц, количества газовых составляющих от времени работы комбинированной электроустановки для очистки воздуха, определено влияние санации воздуха на живую массу птиц. Экспериментально установлено, что использование комбинированной электроустановки в боксе с птенцами перепелов привело к уменьшению бактерицидной обсемененности помещения на 59%, снижению концентрации углекислого газа почти на 4% и аммиака на 45% по сравнению с контрольньгм боксом. Применение комбинированной электроустановки в течение месяца по 3 ч в день позволило увеличить прирост живой массы цыплят на 28-й день на 20,3%.

Гильза цилиндров является важнейшей деталью, лимитирующей ресурс двигателя. Перед дефектацией гильз цилиндров необходимо провести микрометраж ее поверхности с целью выявления мест наибольшего и наименьшего износа. С целью проведения микрометража и апробации его на новых и изношенных гильзах цилиндров проведены исследования 40 гильз цилиндров двигателей ЯМЗ. Рабочая поверхность гильзы цилиндров контролировалась по внутреннему диаметру, который измерялся в 8 сечениях и 2 плоскостях. Микрометраж проводился с помощью нутромера индикаторного с цифровой головкой повышенной точности с ценой деления 0,001 мм; 10 новых гильз цилиндров соответствовали требованиям технической документации. Микрометраж 30 гильз цилиндров показал, что наибольший износ составляет 253 мкм в плоскости качания шатуна, и 189 мкм - в перпендикулярной ей плоскости. Выявлено, что микрометраж гильз следует особенно тщательно проводить в верхней части гильз цилиндров. Наибольший износ проявляется в месте остановки верхнего поршневого кольца в начале такта расширения, причем износ больше в плоскости качания шатуна ввиду действия нормальной силы. Самая верхняя часть гильз цилиндров - это не подвергаемый механическому износу поясок, по диаметру которого можно судить о первоначальных размерах отверстия гильзы, но и здесь необходимо измерение размера ввиду влияния высоких температур, некоторого изменения кристаллической решетки материала, окисления и присутствия продуктов сгорания в виде нагара. Нижняя часть гильзы цилиндра подвержена износу по причине трения юбки поршня о ее поверхность. Но вследствие меньшей температуры, лучшей смазки, значительно большей площади контакта и соответственно меньшего давления повышенный износ здесь может наблюдаться только при перекосах в работе кривошипно-шатунного механизма: смешения оси коленчатого вала или изгиба шатуна.

Статическая теория хонингования разработана недостаточно, поскольку процесс массового резания абразивными зернами имеет случайный характер, что усложняет математическое описание этого явления. Целью исследований являлась разработка методики моделирования хонингования, позволяющей вести расчёт параметров процесса с учётом упругих деформаций абразивного инструмента. Для решения задач статистической теории (расчёт микрогеометрии детали, съёма металла и усилий резания) в исследованиях применены теоретико-вероятностный анализ и моделирование методом Монте-Карло. Исходя из вероятности распределения абразивных зёрен по объёму режущего слоя инструмента и кинематики процесса рассчитывается закон распределения высот микронеровностей детали. С помощью закона распределения находятся параметры шероховатости поверхности детали и характеристики процесса резания: площадь срезов, количество контактных зёрен и т.д. Установлена математическая зависимость между распределением абразивных зёрен по высоте и распределением глубины царапин, оставленных инструментом на полированном образце. Проведён расчёт геометрических параметров режущей поверхности алмазных брусков с учетом их дискретной модели. Соизмерение расчётных и опытных значений параметров брусков свидетельствует о правильности предложенной методики. Получены в общем виде аналитические зависимости для расчёта параметров шероховатости поверхности детали, скорости съёма металла, усилий резания, площадей среза, числа контактных зёрен и др. Разработанная методика моделирования хонингования позволяет вести расчёт параметров процесса с учётом упругих деформаций абразивного инструмента. Учитывая характеристики брусков, усреднённый профиль зёрен и плотность их распределения по высоте, можно рассчитать все параметры микрогеометрии детали. Результаты проведённого теоретико-вероятностного исследования могут быть применены также к другим видам абразивной обработки.

Современная промышленность предъявляет ряд жестких требований к эксплуатационным свойствам крепёжных соединений. Все элементы крепления, изготовленные из металла, подвержены коррозионно-механическому изнашиванию, а разборка таких соединений - трудоемкий процесс, который часто сопровождается разрушением детали. Предотвратить повреждение резьбовых соединений можно с помощью нанесения на деталь специальной резьбовой смазки. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана рецептура высокотемпературной резьбовой смазки «Удар», содержащей компоненты: дисульфид молибдена (70 мас. ч.), диоксид титана (3 мас. ч.), смесь коллоидного графита (70 мас. ч.), алюминий (пудра) (5 мас. ч.), ОМИК «ТЕЛАЗ» (10 мас. ч.), загуститель (петролатум), индустриальное масло И-40 А. Проведены исследования эффективности смазки по защите крепежных деталей от атмосферной коррозии и коррозионного схватывания на шести образцах, представляющих пару «Болт-гайка». Результаты сравнительных лабораторных испытаний разработанного состава с зарубежными смазками показали, что разработанная резьбовая смазка способна обеспечить защиту резьбовых соединений от теормоокислительного схватывания изделий до 900^оС. Применение данного состава позволит значительно уменьшить трудоемкость демонтажа оборудования за счет снижения абсолютной величины крутящего момента при разборке крепежных изделий, а также исключить термохимическое и коррозионное «схватывание» резьбовых соединений.

В настоящее время следует не только улучшать технологии ремонта, но и рассматривать возможности применения различных модифицированных материалов с целью повышения послеремонтной надежности сельхозтехники. Одним из способов совершенствования резиновых уплотнений подшипниковых узлов является их модифицирование добавлением в состав резиновой композиции фторорганических соединений, оказышающих комплексное воздействие на резину, улучшающих ее физико-механические и трибологические свойства. Для определения влияния модифицирования уплотнений на трение и износ испытывали соединения, состоящие из стальной втулки диаметром 45 мм с поверхностной твердостью не менее HRC32 и манжет трех типов: серийных (ГОСТ 8752-79); модифицированных спирт-теломером (ФС-1) и фторпарафином (ФС-2) в количестве одной массовой части ФС на 100 массовых частей каучука. Износ манжет определялся по изменению ширины рабочей кромки, измеряемой ДИП-6 с оптико-электронной измерительной системой НИИК-890. Стендовые испытания показали, что объемное модифицирование фторорганическими соединениями улучшило свойства резин: износ модифицированных уплотнений по сравнению с серийными уменьшился в 1,83.. .1,94 раза, коэффициент трения уменьшился в 1,32.. .1,37 раза.

Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью не отключаются релейными защитами линий ввиду малых ёмкостных токов. Рекомендуется отключать линию с замыканием на землю как можно быстрее, но иногда отыскать и локализовать повреждения бывает затруднительно. Реальное исследование и анализ режимов электрических сетей 6-35 кВ с изолированной нейтралью являются достаточно трудоёмкой задачей. Поэтому расчет фазных напряжений на подстанции при замыкании на землю проведен через переходное сопротивление на линии на основе метода фазных координат. Создана виртуальная модель исследуемой линии электропередач для анализа несимметричных режимов трехфазных сетей и проверки работоспособности метода в пакете имитационного моделирования MATLAB Simulink. Результаты моделирования показали отсутствие расхождения значений величин напряжений и токов исходной модели в фазных координатах и модели в Simulink. В результате исследований установлено, что метод фазных координат позволяет рассчитывать аварийные режимы с наложением нескольких составляющих аварий с учетом токов нагрузки. Модель в фазных координатах позволит с большой скоростью проанализировать работу релейной защиты при различных режимах работы электроэнергетической системы.

Высокая продуктивность сельскохозяйственных животных требует рациона кормления, при котором животные получают наряду с кормами все необходимые питательные элементы, соответствующие их потребностям. Перед скармливанием корма подвергаются дополнительной обработке для повышения их пищевой ценности и поедаемости. Перспективным способом является обработка грубых кормов активированными средами. Спроектирован и описан принцип работы однофазного электроактиватора проточного типа с диафрагмой типа бельтинга с такими оптимальными параметрами, чтобы осуществлять подготовку нужного количества активированной воды (католита) для обработки ею грубого корма массой 5 т в сезон. Для обоснования режимов работы электроактиватора использована матрица активного планирования трехфакторного эксперимента. При выборе интервалов изменений факторов (мощности электроактиватора, производительности активатора ицикла работы активатора) руководствовались технологическими условиями процесса электрохимической активации жидкости и особенностями конструкции установки для активации жидкости. Эффективность процесса активации жидкости определялась величиной изменения водородного показателя активируемого раствора, потерей напряжения на электроактиваторе и плотностью тока. Получены регрессионные модели, на базе которых оптимизированы режимы работы установки. На основе полученных уравнений можно осуществлять изменение варьируемых параметров для получения нужных пропорций входных и выходных параметров установки.