Объект исследования - почвенная фреза с горизонтальной осью вращения, в приводе которой установлен мальтийский механизм внешнего зацепления, оснащенный крестом с радиальными пазами. Почвенная фреза с мальтийским механизмом в приводе может быть использована при обработке переувлажненных суглинистых почв. При заданной глубине рыхления и настроенной установке креста ротор и ножи в моменты входа в почву и выхода из почвы не вращаются. Целью исследования является получение расчетных оценок высоты гребней и длины дуги резания пласта почвы лезвием ножа в плоскости его вращения. Рассмотрена работа почвенной фрезы с мальтийским механизмом в приводе и без мальтийского механизма. Получены уравнения траекторий точек лезвий двух ножей фрезы в плоскости вращения. Приведен подробный алгоритм расчета высоты гребней и длины дуги резания пласта почвы, реализованный в компьютерной модели обработки почвы фрезой. Показано, что применение мальтийского механизма в приводе почвенной фрезы позволяет уменьшить высоту гребней на 10...25% и обеспечить более ровный подрез пласта. При этом длина дуги резания почвенного пласта лезвием ножа фрезы увеличивается на 1.. .10%.

Описана структура системы подрессоривания транспортного средства (ТС) с рекуперацией механической энергии колебаний подрессоренной массы в электрическую энергию. Система состоит из комплекта амортизаторов с рекуперативным эффектом, повышающих силовых преобразователей и блока управления подзарядом накопителя энергии в виде аккумуляторной батареи. В составе амортизатора имеется синхронная электрическая машина с возбуждением от постоянных магнитов и преобразующий механизм в виде шарико-винтовой передачи. Представлена математическая модель системы подрессоривания транспортного средства на основе амортизатора с рекуперативным эффектом. С помощью математической модели определена мощность, которую способна рекуперировать система подрессоривания транспортным средством при движении по дорогам неоднородного качества (асфальтовой и грунтовой) с различной скоростью. Установлено, что при движении грузового ТС со скоростью 40…50 км/ч по асфальтобетонной дороге средняя рекуперируемая мощность системы составляет 0,011 кВт, а при движении по грунтовым дорогам - 0,206 кВт. При движении по ровной асфальтобетонной дороге эффективность ТС составляет 0,02…0,03% и сравнима с затратами энергии на функционирование системы управления. При движении ТС по грунтовой дороге средняя эффективность составила около 1% или 1,2621 кВт∙ч/100 км. Отмечено, что разработанная математическая модель позволяет сократить совокупные затраты на исследовательские испытания конструкции амортизатора с рекуперативным эффектом.

Представлены результаты исследований, направленных на снижение энергетических затрат при обработке тяжелых почв за счет уменьшения колебаний тягового сопротивления, которые возникают при работе машинно-тракторного агрегата. Указаны возможные способы снижения колебаний крюковой нагрузки трактора от действия сельскохозяйственной машины, которые неизбежно приводят к повышению общего тягового сопротивления и вызывают необоснованные отрицательные воздействия на энергетические средства, механизаторов, управляющих ими, существенно снижают КПД агрегатов. К способам снижения колебаний нагрузки можно отнести применение упругих звеньев, предусмотренных в конструкции навески тракторов, использование упруго-демпфирующих систем в конструкции самих рабочих органов, а также разработку машин с роторными рабочими органами, технологический процесс которых не вызывает больших колебаний нагрузки. Наиболее эффективным способом является применение машин с роторными рабочими органами. Получены и приведены математические выражения для нахождения общего сопротивления, возникающего при работе автоприводного секционного рабочего органа для вычесывания сорняков с рыхлением почвы. По результатам исследований представлена совершенная конструкция секционного рабочего органа, способного проводить уничтожение сорных растений методом их вычесывания вместе с корнем и одновременным рыхлением поверхностного слоя тяжелосуглинистых почв на глубину 2.10 см. Установлено, что секционный рабочий орган имеет низкую амплитуду колебаний при работе (0,12 кН) за счет вращения роторов, что положительно сказывается на технологическом процессе и условиях труда механизатора, позволяет снизить энергозатраты на возделывание культурных растений в 1,8.2,0 раза по сравнению с плоскорежущими лапами.

Выращивание лука-репки из севка является самым распространенным и наиболее освоенным способом. По результатам исследований известно, что на урожайность лука большое влияние оказывает положение лука-севка в борозде донцем вниз и равномерное распределение луковиц вдоль рядка. На основании проведённого патентно-технического поиска и анализа существующих бороздораскрывающих рабочих органов посевного и посадочного материала не было найдено четкого утверждения о сохранении исходного положения посадочного материала при его заделке почвой. В связи с этим разработан сошник посадочной машины, обеспечивающий как равномерную донцем вниз заделку лука-севка на глубину разных типов почв, так и равномерное распределение его вдоль борозды в результате регулировки расстояния между корпусом сошника и заделывающими элементами в процессе работы. Отмечено, что установка заделывающих органов для заделки лука-севка зависит от скорости посадочной машины и горизонтальной составляющей скорости падения луковицы, а также высоты падения. Получены выражения для определения ширины поверхности заделывающего элемента, расстояния между корпусом сошника и заделывающими элементами, а также площади рабочей поверхности заделывающего элемента.

Технологический прием «декапитация» (удаление верхушечных побегов) способствует увеличению урожайности картофеля. Для проведения декапитации разработано механизированное устройство. Агротехническим требованием проведения приема является качественный срез верхушечных побегов без разлохмаченности, так как повреждения способствуют внедрению различных возбудителей болезней, особенно вирусных. Для защиты от болезней место среза обрабатывается дезинфицирующим раствором. Важным элементом устройства является режущий аппарат. Предложена методика расчета ротационного режущего аппарата для бесподпорного среза. Определено, что с увеличением количества режущих лезвий интенсивность изменения величины наружного диаметра ротора уменьшается. При увеличении количества режущих кромок с одной до двух внешний диаметр ножа уменьшится на 21,3%, с двух до трех - на 9%, с трех до четырех - на 5%. Суммарная длина режущих кромок ротора зависит от его минимального радиуса, скорости резания и скорости машины. Произведен расчет внешнего диаметра ножей при различных частотах вращения ротора и значениях его внутреннего диаметра в зависимости от числа режущих кромок. Скорость движения агрегата в расчетах составила 2 м/с. Установлено, что при декапитации, с целью обеспечения качественного среза побегов картофеля на режущем роторе, имеющем частоту вращения 1200 мин^-1 и внешний диаметр 0,35 м, рекомендуется использование трех лезвий с длиной режущей кромки 0,04 м (при указанных параметрах ротора).

В целях выращивания экологически безопасной продукции проведен экспериментальный севооборот со сниженной пестицидной нагрузкой с элементами органического земледелия. Закладка полевого опыта, учеты и наблюдения проведены в соответствии с требованиями методики полевого опыта и методики исследований по культуре картофеля. На экспериментальном участке на протяжении девяти лет выращивался топинамбур в монокультуре, который не подвергался химобработке и минерализации. Далее посадки топинамбура двукратно заделывали в почву и засевали сидеральные культуры: люпин белый, горчица белая, овёс. После заделки сидеральных культур высаживался картофель. Исследования проводились на элитном материале сортов картофеля, устойчивых к основным болезням: фитофторозу, альтернариозу, парше, ризоктониозу - Удача (ранний), Вымпел (среднеспелый), Вектар белорусский (среднепоздний). Отмечено, что на всех изучаемых сортах наибольшая валовая урожайность получена при посадке картофеля на участке с предшественниками горчица белая, овес и люпин. Средняя урожайность картофеля составила соответственно 28,9, 28,3 и 25,5 т/га. При этом урожайность на вариантах с предшественником овёс (после картофеля) составила 23,4 т/га. Рассчитано, что применение сидеральных культур (горчица белая, люпин белый, овес) в севообороте после топинамбура позволяет получить условный чистый доход до 90 тыс. руб./га.

Приведены результаты прочностных испытаний защитной рамы водителя трактора, применяемой на узкоколейных тракторах в Республике Сербия. Исследования проводились в аккредитованной лаборатории силовых машин и тракторов сельскохозяйственного факультета университета Нови-Сад (г. Нови-Сад) в соответствии с официальными требованиями по испытанию защитных конструкций узкоколейных колесных тракторов для сельского и лесного хозяйства OECD (Сербия). Установлено, что при приложении максимальной продольной нагрузки, равной 5,7.5,8 кН к задней части защитной рамы, прогиб ее элементов составил около 200 мм. Наибольший прогиб элементов в передней части рамы составлял около 80 мм (при максимально приложенной нагрузке 14,2.14,3 кН). При боковой нагрузке, равной 26 кН, прогиб конструкции составил 74 мм. В ходе испытаний не наблюдалось трещин и разрывов элементов защитной рамы. На примере узкоколейного трактора PRIMA ТТ 830S показано, что оснащение его защитной рамой позволит в значительной степени снизить риск получения травм водителем (в том числе с летальным исходом) при опрокидывании трактора. Разработанная защитная рама может быть установлена на тракторы подобного класса других фирм.

Упрочнение деталей из стали и чугуна электромеханической поверхностной закалкой является одной из эффективных технологий закалки исполнительных поверхностей изделий концентрированными потоками энергии. В работе приведены результаты сравнительных износных испытаний образцов из стали 38Х2МЮА после упрочнения их наружного диаметра концентрированными потоками энергии азотированием и электромеханической поверхностной закалкой (ЭМПЗ). Продолжительность испытаний составляла 60, 120, 240 и 480 секунд. Азотирование осуществлялось в течение 18 часов при температуре 550°С. ЭМПЗ образцов цилиндрической формы проводилось при температуре в зоне контакта «инструмент-поверхность» 1000...1100°C и оптимальном усилии в зоне контакта инструмента и образцов 400 Н. Сравнительные испытания износостойкости обработанной поверхности образцов проводились на машине трения по методике American Society for Testing and Materials (ASTM G65). Результаты износных испытаний образцов свидетельствуют о высокой эффективности технологии по сравнению с исходными образцами: интенсивность изнашивания образцов за 240 с испытаний для азотирования составила 3,8 мг/мин, а после ЭМПЗ - 4,8 мг/мин; за период испытаний 240-480 с интенсивность изнашивания образцов для азотирования составила 2,6 мг/мин, а после ЭМПЗ -2,55 мг/мин. Практическая значимость исследований связана с возможностью замены процесса азотирования на менее затратнуютехнологию.Эффективностьтехнологии электромеханическойповерхностной закалкисвязана с возможностью реализации метода на металлорежущих станках с формированием высоких показателей качества поверхностного слоя деталей по твердости, структуре металла и глубине упрочнения. Реализация результатов исследований позволяет использовать электромеханическую поверхностную закалку при изготовлении и восстановлении валов, втулок, зубчатых колес, валов-шестерен и других деталей сельскохозяйственной техники в условиях механических цехов.

Электрическое поле существенно влияет на скорость и характер горения твердого топлива. В зависимости от напряженности поля и полярности электродов, может быть достигнут как интенсифицирующий, так и ингибирующий эффект. Зависимость показателей горения от электрического поля может быть использована в пиролизных котлах. Первый этап сжигания топлива в таких котлах осуществляется при недостатке кислорода, что сопровождается выделением окиси углерода и риском его проникновения в помещение. В то же время увеличение содержания кислорода приводит к воспламенению топлива и нарушению пиролиза. В результате эксперимента было установлено, что уменьшение содержания кислорода можно заменить воздействием продольного электрического поля напряженностью от 1 до 7 кВ/см. При таком воздействии происходит угнетение горения (срыв пламени) за счет прекращения протекания цепных реакций деления заряженных радикалов воспламененных веществ. При этом не увеличивается выделение окиси углерода. Техническая реализация электротехнологического способа управления горением осуществлена на промышленном твердотопливном котле малой мощности. Экспериментальный образец этого котла оснащен емкостью для сжигания твердого топлива, выполненной из токопроводящего материала. Над емкостью расположен решетчатый электрод с возможностью его перемещения относительно емкости с помощью управляемого электропривода. При появлении пламени напряжение между емкостью и решетчатым электродом увеличивается, а расстояние между ними уменьшается. Напряженность продольного электрического поля возрастает, что приводит к подавлению пламени и восстановлению пиролизного режима.

При обеспечении продовольственной безопасности большое значение имеет развитие зернопродуктового подкомплекса. Адаптация к новым экономическим условиям требует разработки ряда теоретических и методических положений, направленных на создание нового методического подхода к прогнозированию урожайности с учётом агроклиматических зональных условий возделывания и уборки зерновых культур. Предложена математическая модель, учитывающая погодные условия и упущенную экономическую выгоду. Модель позволяет при механизации возделывания зерновых культур оперативно принимать решения по выполнению необходимых технологических процессов, включая и сроки уборки зерновых культур. Учет характера погодных условий позволит минимизировать экономические потери.

Проанализированы совокупные затраты сельскохозяйственной техники на единицу выполненной работы или производимой продукции, выявлены увеличивающаяся закономерность и снижающаяся экономичность использования машины. Определено, что в зависимости от использования машины в конкретных природно-климатических условиях и временном интервале ее качество будет снижаться по-разному. Рассмотрены концептуальные позиции научного сопровождения разрабатываемых проблем совершенствования экономических отношений партнеров на основе взаимной заинтересованности, оценки изменяющегося качества машин в течение срока службы. Предложена методика оценки качества новой техники на основе расчета компенсирующих затрат и выравнивающих начислений, закономерностей их изменения при использовании стареющей техники. Показано, что выравнивающие начисления, отражая меняющееся качество машин, могут быть использованы для корректирования методов амортизации.