Клеверотёрка с пневматическим загрузчиком, имеющая инерционный жалюзийно-противоточный отделитель, отличается простотой устройства и эксплуатации, надёжностью и долговечностью работы, удобной компоновкой с другими элементами пневмосистемы и сравнительно небольшим гидравлическим сопротивлением. Осадочная камера (отделитель) клиновидной формы со смещённым по горизонтали выгрузным отверстием в сторону входного окна снабжена жалюзийной перегородкой, установленной в месте сопряжения входного и выходного окон. С целью обоснования основных конструктивных параметров инерционного жалюзийно-противоточного отделителя клеверотёрки на экспериментальной установке исследовалась пыжина клевера лугового влажностью 12…14% следующего состава: 57,4% бобиков с семенами; 16,6% свободных семян; 25,0% лёгких примесей; 1,0% тяжёлых примесей. В результате установлены следующие конструктивные параметры отделителя: жалюзийная решётка длиной 210 мм; шаг, длина и угол установки жалюзийных пластин – соответственно 40, 50 мм, 30°; высота входного и выходного окон отделителя – 120 и 280 мм; высота выходных окон жалюзийного и противоточного очистителей – 190 и 80 мм; глубина выгрузного патрубка осадочной камеры – 570 мм. Эффективность работы пневматического загрузчика при подаче 0,3 т/ч: количество выделенных тяжёлых примесей – 100%; лёгких примесей – 33,6%; потери полноценных семян в отходы – 0,8%; гидравлическое сопротивление – 196 Па. Результаты исследований дают основание рекомендовать данную конструкцию к применению.

Добавление в рацион коров зерновой патоки позволяет повысить энергетическую питательность корма. Недостаток данных о силе смятия зерновки в процессе приготовления корма, вязкости и текучести зерновой патоки в зависимости от вида злаковой культуры сужает представление о возможных способах совершенствования процесса производства зерновой патоки. С этой целью проведено сравнение физико-механических характеристик зерна ярового ячменя (сорт Раушан), озимой ржи (сорт Графиня), яровой пшеницы (сорт Московская 35) по силе смятия. Доказано, что максимальной силой смятия зерна (10 Н) характеризуется ячмень (в 1,06 раза больше, чем озимая рожь, и в 2,00 раза больше, чем яровая пшеница). Доказано, что применение решётки пассивного измельчителя позволяет ускорить процесс разрушения зерна в среднем на 15,0%. Выявлена зависимость между силой смятия зерна, временем циркуляции водно-зерновой смеси в водяном контуре установки, температурой, кинематической вязкостью водно-зерновой смеси и текучестью зерновой патоки. Максимальный потенциал вязкости водно-зерновой смеси наблюдался в диапазоне температур 34…56°C. При этом вязкость водно-ржаной смеси выше, чем водно-пшеничной и водно-ячменной смесей. Установлено, что использование измельчённого зерна повышает стартовое значение вязкости смеси в 10 раз по сравнению с целым зерном, но при 60°C эта разница не превышает 4% (на примере ярового ячменя). Кинематическая вязкость готового продукта в период постферментации для пшеничной и ячменной патоки возрастает соответственно в 2,7 и 1,6 раза, для ржаной патоки снижается в 1,2 раза. При этом текучесть пшеничной патоки составляет 0,129∙10^-3 сП^-1, ржаной – 0,53∙10^-3 сП^-1, ячменной – 0,3∙10^-3 сП^-1. В целях оптимизации процесса производства зерновой патоки необходимо ячмень загружать в технологическую ёмкость измельчённым либо целым при температуре воды менее 30°C; уменьшать процентное соотношение зерна пшеницы к воде при загрузке или добавлять воду в конце рабочего процесса.

Измельчение зерна при подготовке зерновых кормов в хозяйствах осуществляется в основном на молотковых дробилках. Для получения более качественного готового продукта с меньшими энергетическими затратами необходимо определить оптимальные конструктивно-технологические параметры молотковой дробилки. С этой целью в лаборатории механизации животноводства разработана молотковая дробилка с решетами в торцевых поверхностях, позволяющая производить регулировку сечения отверстий решёт без их замены. На производственной базе ФАНЦ Северо-Востока проведены экспериментальные исследования по определению влияния изменения конструктивно-технологических параметров на основные показатели её работы. По результатам исследований получены математические модели рабочего процесса молотковой дробилки, согласно которым наилучшими конструктивно-технологическими параметрами молотковой дробилки являются площадь отверстий решёт 58,6 мм², высота кольца сепарации материала 40 мм и площадь воздушного фильтра воздуха 6 м². При этом пропускная способность дробилки составляет 1,23 т/ч, удельные энергозатраты – 3,44 кВт·ч/(т·ед.ст.изм.), средний размер измельченных частиц – 1,45 мм, процентное содержание целых зерен в готовом продукте – 0,17%.

Возделывание зерновых и зернобобовых культур не подкреплено производством отечественных зерноуборочных комбайнов, способных обеспечить организацию уборочных работ с высоким уровнем эффективности во всём диапазоне урожайности, характерной для условий России. Анализ основных характеристик современных зерноуборочных комбайнов «Ростсельмаш» в привязке их к урожайности зерновых и зернобобовых культур выявил необходимость доработки номенклатуры производимых в Российской Федерации зерноуборочных комбайнов. Расчётно-графический метод показал, что в линейке зерноуборочных комбайнов отечественного производства отсутствуют модели, рассчитанные на уборку зерновых и зернобобовых культур с урожайностью до 1,7 т/га и от 2,9 до 3,5 т/га. Отсутствие этих моделей обусловливает рост себестоимости производства зерновых в хозяйствах, для которых данная урожайность является типичной. Установлено, что для уборки зерновых и зернобобовых культур различной урожайности достаточно иметь линейку из 5 моделей зерноуборочных комбайнов. При этом каждая из них будет иметь 100%-ную загрузку и максимальную эффективность применения в том диапазоне урожайности, на который она рассчитана. Линейка моделей, выстроенная по предлагаемому принципу, обеспечит потребность любого хозяйства в комбайнах на уборке зерновых и зернобобовых культур с урожайностью от 0,87 до 10 т/га. Расчётно-графический метод облегчает подбор рациональной модели комбайна, подходящей к местным условиям по критерию максимальной загрузки молотильно-сепарирующего устройства.

Разработка высевающего аппарата для совмещённого посева зерновых культур является актуальным и перспективным направлением развития посевной техники. С этой целью разработан универсальный пневматический высевающий аппарат вакуумного типа, позволяющий высевать одновременно семена двух культур пунктирным, совмещённым и гнездовым способами и обеспечивать различные нормы высева. Отверстия высевающего полимерного диска снабжены встроенными металлическими втулками, расположенными с отступом от края диска на 20 мм. Выбор полимерного материала обусловлен большей эффективностью по сравнению с металлическим диском: большим ресурсом, влагоустойчивостью, меньшим повреждением семян. Разработанный высевающий диск снабжён круглыми магнитными накладками с диаметром, большим диаметра отверстия, соотношение диаметров высевающего диска и отверстия составляет 1:20, соотношение толщины магнитной накладки к толщине высевающего диска – 1:3. Магнитные накладки могут иметь до 4 отверстий диаметром 1,5…2 мм, что позволяет высевающему аппарату производить высев семян по различным схемам. При высеве семян пунктирным способом в одну половину бункера высевающего аппарата загружаются семена одной культуры, устанавливается сошник с одним полозом и используется один диск с магнитной накладкой с одним отверстием. Применение глухой магнитной накладки делает возможным менять расстояние между семенами в ряду.

Диагностика технического состояния сельскохозяйственной техники на основе машинного обучения, использующего искусственный интеллект, позволяет   применять   накопленный   опыт для локализации неисправности и даёт возможность проводить оценку её технического состояния в максимально короткие сроки. Разработка новых вычислительных устройств (встроенных средств диагностирования) позволяет хранить и обрабатывать большие объёмы информации и сокращать время оценки технического состояния техники. С целью прогнозирования неисправностей проведен анализ частоты вращения коленчатого вала двигателя трактора с использованием алгоритма машинного обучения Random Forest. Разработаны счётчик-индикатор и программное обеспечение для дистанционного контроля частоты вращения коленчатого вала двигателя. Проверка разработанного прототипа счётчика-индикатора программного обеспечения осуществлялась на двигателе Д-243. В результате дистанционное диагностирование сельскохозяйственной техники выявило основные причины неисправностей, влияющие на частоту вращения коленчатого вала двигателя. Алгоритм Random Forest позволил «предсказать» неисправности с допустимой точностью: просчитал все значения правильно из выборки 13 значений и допустил 4 ошибки из выборки 51 значения. Диагностика с помощью алгоритма машинного обучения позволила в режиме реального времени провести оценку технического состояния техники без внесения принципиальных изменений в конструкцию, дать прогнозы и предложения по её обслуживанию и ремонту.

В условиях увеличения объёмов производства и оборота сельскохозяйственных культур деградация почвы, связанная с ветровой и водной эрозией, приводит к истощению плодородной земли и снижению урожайности. Одним из способов повышения защитной способности обработанных участков является глубокое рыхление. Разработка способов оценки эффективности и прогнозирования использования почвообрабатывающих элементов, учитывающих экономические, качественные и агротехнические требования, является актуальной задачей. С целью рационального выбора почвообрабатывающего элемента сравнивались серийно выпускаемые отечественные и зарубежные долота, их механико-экономические параметры и агротехнические требования, предъявляемые к глубокой обработке почв Южного федерального округа. Для оценки эффективности рабочих органов почвообрабатывающих орудий использован анализ математических моделей и математических методов. Прогнозирование ресурса их наработки и оценки качества рыхления осуществлялось с помощью алгоритма, разработанного в середе Matlab. Алгоритм позволил рассчитать коэффициент рационального использования долота на основе данных его толщины и угла установки, начального размера комка почвы и степени крошения. Коэффициент рационального использования учитывает конструктивные параметры долота (марка стали, толщина, угол заточки и твёрдость), экономические (цена и заявленный ресурс) и агротехнические (глубина обработки) параметры. Зная коэффициент рационального использования, можно на стадии проектирования или приобретения получить примерную оценку качества орудия. Это позволяет сократить ненужные расходы, выявить недостатки конструкции, определить теоретическую степень крошения пассивными рабочими органами и выбрать оптимальное орудие с учётом экономических, качественных и агротехнических требований.

Оценка совокупности свойств качества сельскохозяйственной техники требует применения многокритериальных моделей оптимизации. Решение находится в области компромиссов, поскольку оцениваемый показатель одного из критериев не может варьироваться за счёт показателей оценки других критериев. Математическая модель определения эффективности объектов на отдельных уровнях многоуровневой системы оценки качества сельскохозяйственной техники позволяет реализовать универсальный подход при решении задач с любым набором признаков и их разновидностей. При этом систематизации могут подвергаться не только сами решения, но и алгоритмы их поиска и выбора, включающие в себя процедуры описания условий (ситуаций). Предложено аналитическое определение коэффициентов по формуле, позволяющей исследовать информационные состояния по принципу снижения значимости приоритетов между признаками в матрице. По разработанной математической модели со случайным набором показателей приведен пример расчёта коэффициентов относительной важности для 4 исследуемых объектов по 4 признакам, представлены результаты перевода данных в относительные единицы и нормирования в «распознавателе». Результаты расчётов показывают, что разработанная математическая модель позволяет аналитически определить эффективность для любого количества исследуемых объектов по достаточно большему количеству признаков и объективно оценить их эффективность для отдельных «распознавателей» в системе оценки качества сельскохозяйственной техники для АПК.

Финишная антифрикционная безабразивная обработка (ФАБО) является   одним из высокоэффективных методов повышения триботехнических свойств деталей (износостойкость, задиростойкость). Отсутствие высокоэффективных технологических сред и устройств для обработки деталей, а также низкая коррозионная стойкость нанесенных медьсодержащих покрытий сдерживает применение ФАБО. Фрикционное алитирование, предлагаемое авторами, заключается в нанесении алюминийсодержащего защитного покрытия трением, за счет применения алюминиевого натирающего инструмента и разработанной технологической среды, включающей в себя соли алюминия. В качестве материала натирающего инструмента выбран технический сплав марки АД1 ГОСТ 4784-97, состоящий из 99,3% Al, Fe – 0,3%; Si – до 0,3%; Ti – не более 0,15%; Zn – до 0,1%; Mg – не более 0,05%; Cu – до 0,05%; марганца Mn – не более 0,025% и примесей – до 0,05%. В качестве обрабатываемой детали при отработке технологии использовались цилиндрические образцы. Разработанная авторами технологическая среда включает соли меди, олова и никеля, глицерин, глюкозу и воду с дополнительным содержанием солей алюминия. Установлено, что для качественного протекания фрикционного алитирования процесс должен осуществляться за 3…4 прохода на скорости скольжения натирающего инструмента 0,1…0,3 м/с и давлении натирающего инструмента в пределах 5…7 МПа. В массовом производстве технологический процесс алитирования должен, включать следующие операции: очистка до обработки, дефектация, фрикционное алитирование, очистка после обработки, контроль качества покрытия и при необходимости длительного хранения – консервация детали.

Гидродинамическая смазка увеличивает ресурс соединений. Качество и долговечность работы соединений с гидродинамической смазкой определяются функциональными параметрами, включающими в себя характеристики прочности, жёсткости, износостойкости и точностные характеристики. В указанных соединениях точностными характеристиками являются зазоры, шероховатость поверхности деталей, отклонение формы и расположение поверхностей. С целью обеспечения наибольшего запаса материалов и деталей и наибольшего ресурса рассчитана и выбрана посадка для соединения подшипника скольжения редуктора винтового конвейера сушки зерна, работающего в условиях гидродинамического трения. Для данного соединения расчётным путём выбраны две посадки: Ø50Н9/g9 и Ø50Н7/g6. Исходя из рационального назначения шероховатости поверхности трущихся пар, следует назначить посадку Ø50Н7/g6, имеющую коэффициент запаса точности 22. Для посадки Ø50Н9/g9 соответствует коэффициент запаса точности 7. Рекомендуемая посадка Ø50Н7/g6 обеспечивается хонингованием отверстия и тонким шлифованием вала, и именно она дает наибольший запас материалов деталей на износ и наибольший ресурс соединения.

Выращивание растений в закрытых помещениях с контролируемой средой подразумевает применение светодиодных систем с регулируемым спектром и интенсивностью с ручным или дистанционным управлением. С целью разработки требований к конструкции светодиодного облучателя проведено исследование роли различных спектров светодиодного излучения на показатели роста, развития и урожайности салата, выращиваемого методом гидропоники. Исследования проводились на растениях салата сортов Кук, Афицион, Хризолит в вегетационной установке с гидропоникой периодического затопления с тремя разноспектральными облучателями: первый – со спектром излучения, совпадающим с функцией спектрального распределения относительной фотосинтетической активности солнечного излучения (контроль); второй – с излучением, совпадающим с функцией спектральной чувствительности растений по K.J. McCree; третий – с регулируемым спектром по трём каналам управления для трёх участков спектра, совпадающим с функциями синтеза хлорофилла. Установлено, что реакция различных сортов салата на спектральный состав излучения является специфичной. Максимальная урожайность сорта Кук (4,45 кг/м2) получена под первым облучателем, салатов Афицион (4,7 кг/м2) и Хризолит (6,55 кг/м2) – под вторым. На основе полученных результатов исследований разработаны требования и спроектирован светодиодный облучатель, совмещающий в себе все достоинства светодиодных и цифровых технологий и позволяющий реализовывать требуемые функции излучения для лабораторных исследований и при выращивании растений in-vitro. Отмечено, что светодиодный модуль облучателя должен включать в себя светодиоды фиолетового, синего, красного, тёмно-красного и дальнего красного излучений, а также светодиоды тёплого и холодного белого света.

Принцип действия существующих металлодетекторов кормоуборочных комбайнов, находящихся в зоне уборки, основан на регистрации и обработке сигнала с датчиков, реагирующих на изменение статической энергии магнитного поля, вызванного движением ферромагнитных тел в зоне действия магнитного поля. Система, базирующаяся на методе измерения электродвижущей силы индуктивных чувствительных элементов, не удовлетворяет современным требованиям по уровню чувствительности. Авторами рассмотрена возможность применения в роли чувствительных элементов датчиков магнитного поля на основе эффекта Холла. С учётом геометрических особенностей системы каждый чувствительный элемент размещается таким образом, чтобы магнитное поле, создаваемое двумя соседними магнитами, располагалось перпендикулярно плоскости чувствительного элемента. При этом чувствительные элементы устанавливаются в плоскостях, ориентированных под разными углами относительно направления подачи урожая. Ферромагнитный объект, проходя через поле обнаружения, изменяет напряжённость магнитного поля на одном или нескольких чувствительных элементах, и датчик на основе эффекта Холла выдаёт напряжение, прямо пропорциональное величине магнитного поля. После обработки генерируется сигнал для остановки подающих валков. Эффективная обработка сигнала в режиме реального времени положительно сказывается на скорости реакции на инородное тело в питателе машины.

Обеспечение безопасности зернового сырья при хранении является актуальной проблемой. Метод микроволнового излучения – наиболее эффективный и экологичный способ обработки зерна. Для получения продукции, отвечающей требованиям качества и безопасности, необходимо определить эффективные режимы воздействия. С этой целью на установке МкП-1200 с режимом действия 2450 МГц исследовалось обеззараживание зерна кукурузы и риса в зависимости от скорости нагрева и времени воздействия микроволнового излучения на зерно. Микробиологические показатели зерна, определенные по стандартной методике, показали видовое разнообразие микроорганизмов на необработанном зерне. Максимальное обеззараживание зерна риса наблюдалось при скорости нагрева 0,63…0,71°C/с, времени обработки 122…171 с. Максимальное обеззараживанфие зерна кукурузы наблюдалось при интенсивности нагрева 0,6…0,69 ºС/с. Электромагнитное поле сверхвысокой частоты минимизирует показатели микробиологической обсеменённости и обеспечивает наилучшие показатели безопасности и качества зерна при хранении.

За последнее время в архиве Музея земледельческой механики имени В.П. Горячкина РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева найдены материалы, которые позволили уточнить и дополнить сведения об истории создания Василием Прохоровичем Горячкиным агроинженерной научно-педагогической школы в Московском сельскохозяйственном институте (МСХИ) – Петровской сельскохозяйственной академии – Сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева. Документы раскрывают обстоятельства строительства машинно-испытательной станции в МСХИ в 1913 г., создания факультета земледельческой механики Сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева в 1928 г. и формирования курсов усовершенствования преподавателей в области сельскохозяйственного машиностроения. Впервые введены в научный оборот и документы, посвящённые открытию Всесоюзного института сельскохозяйственного машиностроения в 1928 г., – в частности, стенограмма доклада В.П. Горячкина на собрании Института сельскохозяйственной механики. Особо ценные факты, касающиеся жизни и деятельности В.П. Горячкина, представлены в воспоминаниях его ближайшего ученика и соратника профессора Б.А. Криля в 1937 г. (через два года после смерти Василия Прохоровича).

В декабре 2023 г. исполняется 100 лет со дня рождения ветерана Великой Отечественной войны, доктора технических наук, профессора, заслуженного деятеля науки и техники, заслуженного изобретателя Российской Федерации Николая Фёдоровича Тельнова – талантливого педагога, крупного учёного в области интенсификации процессов очистки ремонтируемых объектов. Участник Великой Отечественной войны, Николай Тельнов прошёл нелёгкую фронтовую дорогу от Орла до Ростока. Окончив с отличием факультет механизации сельского хозяйства (МИМЭСХ), он проделал творческий путь от ассистента, доцента до проректора по научной, учебной работе, заведующего кафедрой ремонта и надежности машин Московского института инженеров сельскохозяйственного производства имени В.П. Горячкина. С присущей ему энергией и тактом Н.Ф. Тельнов целеустремленно занимался совершенствованием методики преподавания технических дисциплин, воспитанием высокой нравственности у выпускаемых специалистов. Под руководством профессора Н.Ф. Тельнова – создателя научной школы по технологии очистки сельскохозяйственной техники – разработаны и внедрены в производство высокоэффективные моющие средства, оригинальные моечные машины и установки, защищено 40 докторских и кандидатских диссертаций. Многие его ученики в последующем стали профессорами, ведущими специалистами в области технического сервиса машин. В его творческом активе 260 научных и методических разработок. Военная и творческая трудовая деятельность Н.Ф. Тельнова отмечена двумя орденами Красной Звезды, орденами Отечественной войны II степени, Трудового Красного Знамени, медалями «За отвагу», «За трудовую доблесть» и другими правительственными наградами.