AGRIS - 

2023

Khaliullin, D.T. | Shogenov, Yu.Kh. | Ziganshin, B.G. | Popoldnev, R.S. | Gajfullin, I.Kh.

The study purpose is to establish the main design and technological parameters of an improved corn cob chopper, which will improve the quality of the kernel-stalk mixture and the energy efficiency of the process. Based on the analysis, the disadvantages of existing choppers were identified, such as high metal consumption, high level of energy consumption as well as insufficient cutting efficiency. The main factors influencing the chopping process are the moisture content of the crushed materials, the rotor rotation speed, the total area, the number and shape of cutting knives, the angle of inclination and the number of counter-cuts. The improved feed chopper is developed at the Kazan State Agricultural University. It has a number of advantages compared to analogues: a more uniform effect on the crushed material, a reduction in energy intensity by 12% due to multi-stage cutting, the uniformity of crushed feed containing particles no larger than 15 mm reaches 75%. The experiments showed that the cutting time depends on the angular parameters of the counter-cutting knives, however, with an increase of the rotor rotation speed this dependence decreased. The chopper operates as follows: corn cobs are fed through the inlet pipe into the cone chamber, where they are multi-stagedly chopped using knives. The moving rotor consists of 9 knives made of alloy steel and having different lengths, from 140 to 304 mm. The crushed feed enters the lower part of the chamber where under the action of a paddle thrower it is unloaded through the unloading pipe. The paddle thrower also has blades that increase the degree of chopping. The rotation speed of the cutting knives recommended for chopping corn cobs with a moisture content of up to 66% is 1200 and 1500 rpm. | Цель исследований – определение основных конструктивно-технологических параметров усовершенствованного измельчителя початков кукурузы, позволяющих повысить качество зерностержневой смеси и энергоэффективность процесса. На основе проведенного анализа выявлены недостатки существующих измельчителей: большая металлоемкость, высокий уровень энергопотребления, а также недостаточная эффективность измельчения. Основные факторы, влияющие на процесс измельчения - влажность измельчаемых материалов, скорость вращения ротора, суммарная площадь, число и форма режущих ножей, угол наклона и число противорезов. В Казанском ГАУ разработан измельчитель кормов, который имеет ряд преимуществ по сравнению с аналогами. Он оказывает более равномерное воздействие на измельчаемый материал, его энергоемкость ниже на 12% за счет многоступенчатого резания, однородность измельченного корма с частицами размером не более 15 мм достигает 75%. В проведенных экспериментах наблюдалась зависимость времени процесса измельчения от угловых параметров противорежущих ножей, однако при увеличении частоты вращения ротора эта зависимость снижалась. Измельчитель работает следующим образом: через приемный патрубок в конусную камеру подаются початки кукурузы, где с помощью ножей происходит их многоступенчатое измельчение. Вращающийся измельчающий ротор состоит из 9 ножей, выполненных из легированной стали и имеющих различную длину – от 140 до 304 мм. Измельченный корм поступает в нижнюю часть камеры, где под действием лопастной швырялки через выгрузной патрубок осуществляется его выгрузка. На лопатке швырялки также имеются лезвия, увеличивающие степень измельчения. Рекомендуемая частота вращения режущих ножей для измельчения початков кукурузы с содержанием влаги до 66% составляет 1200 и 1500 об./мин.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Godzhaev, Z.A. | Ovchinnikov, E.V. | Ovcharenko, A.S.

The operation of most wheeled tractor designs leads to over-compaction of the soil when performing spring and autumn agricultural work on weak grounds. The purpose of the research is to develop the design, to evaluate strain-stress state and functional characteristics of undercarriages of half-crawler attachment agricultural tractors. An experimental design of the replaceable track undercarriage (RTU) was developed and manufactured, modeling of charging modes was performed, and calculations were carried out by the finite element method of the stress-strain state of structural elements according to 6 charging schemes – tractor parking place on a flat horizontal surface; movement with maximum draught; parking place across a 30 deg. slope for the upper track; parking place across a 30 deg. slope for the lower track; RTU deflected hindrance driving of 15 deg.; hindrance passing supported by central rollers. As a result, the calculations have determined that the selected structural material, with the above charging modes ensure the operability of RTU. Calculations were carried out to check the adequacy of the developed mathematical model using field tests of the Federal Scientific Agrarian Design Center of the All-Russian Institute of Mechanization. It was determined that the maximum stress-strain state of the frame structure of RTU for all types of charging did not exceed 100 MPa. This provides a dual margin of safety in terms of fluidity of the structure, with reference to the characteristics of the selected material. In the maximum loaded state - parking place across a 30 deg. 30° is the highest stress on the upper track is 161 MPa, which corresponds to a safety margin of 1.45. The deformation of the gearing assembly was no more than 4 mm, which is allowed by the design of the drive assembly and the track. The use of RTU instead of wheels improves the functional and operational characteristics of agricultural machinery in terms of floatation ability, tow properties and floor pressure at least 1.8 times. | Эксплуатация большинства конструкций колесных тракторов приводит к переуплотнению почвы при выполнении весенне-осенних сельхозработ на слабонесущих грунтах. Цель исследований – разработка конструкции, оценка напряженно-деформированного состояния и функциональных характеристик ходовых систем с.-х. тракторов со сменной полугусеницей. Разработана и изготовлена опытная конструкция сменной (съемной) гусеничной ходовой системы (СГХС), выполнено моделирование нагрузочных режимов, проведены расчеты методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния элементов конструкции по 6 нагрузочным схемам – стоянка трактора на ровной горизонтальной поверхности; движение с максимальной силой тяги; стоянка поперек уклона в 30 градусов для верхней гусеницы; стоянка поперек уклона в 30 градусов для нижней гусеницы; заезд на препятствие с отклонением СГХС на 15 градусов; проезд препятствия с опорой на центральные катки. По результатам расчетов определено, что выбранный конструкционный материал при вышеназванных режимах нагружения обеспечивает работоспособность СГХС. Проведены расчеты по проверке адекватности разработанной математической модели при испытаниях на опытных полях Федерального научного агроинженерного центра Всероссийского института механизации. Определено, что, максимальное напряженно-деформированное состояние конструкции рамы СГХС, при всех видах нагружения не превысило 100 МПа. Это обеспечивает двукратный запас прочности по текучести конструкции с учетом характеристик выбранного материала. В максимально нагруженном состоянии – стоянка поперек уклона 30 градусов – наибольшее напряжение на верхней гусенице составляет 161 МПа, что соответствует запасу прочности 1,45. Деформация подшипникового узла составила не более 4 мм, что допускается конструкцией узла привода и гусеницы. Применение СХГС взамен колес улучшает функциональные и эксплуатационные характеристики сельхозтехники по проходимости, тягово-сцепным свойствам и по давлению на почву как минимум в 1,8 раза.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Misirov, M.Kh. | Egozhev, A.A. | Aliev, N.A.

The rotary cultivation features are considered to substantiate the structural elements of the working parts of a straight rotary digger with a vertical rotation axis. The methods of cutting theory and design of cutting tools were used, as well as the method of analogies to analyze the soil rotary cultivation process and search for new solutions for rotary working bodies. The face and end rotary tools for metal were considered as an analogue of a cutting tool during studying the rotary cultivation process. The revealed similarity between tools intended for tillage and for metal processing made it possible to apply some physical and mathematical models developed for operation of metal cutting tools to describe the operation process of rotary cultivation with the working bodies of a rotary digger. The models used are in good agreement with practical and theoretical data. Justifications are given for the need for a particular structural element of rotary working bodies; their functional purpose and influence on the work process are determined as well. It is shown that to improve the rotary cultivation efficiency, it is necessary to increase the process uniformity by increasing the number of simultaneously working knives and using knives with oblique cutting edges. A method is given for determining the required number of knives, both with straight and oblique cutting edges. The necessity of using knives with oblique cutting edges is substantiated. The required inclination angle of the knife cutting edge, at which the rotary cultivation process will be uniform, is determined by calculation. | Рассмотрены особенности процесса фрезерования для обоснования конструктивных элементов рабочих органов почвофрезы прямой формы с вертикальной осью вращения. Использовали методы теории резания и проектирования режущих инструментов, а также метод аналогий для анализа процесса фрезерования почвы и поиска новых решений по фрезерным рабочим органам. При исследовании процесса почвофрезерования в качестве аналога режущего инструмента рассматривались торцовые и концевые металлорежущие фрезы. Выявленное сходство процессов обработки металлорежущими фрезами и рабочими органами почвофрезы позволило использовать некоторые физические и математические модели процесса работы металлорежущих фрез для описания процесса фрезерования рабочими органами почвофрезы. Используемые модели хорошо согласуются с практическими и теоретическими данными по фрезерованию почвы. Приводятся обоснования необходимости того или иного конструктивного элемента фрезерных рабочих органов, а также определены их функциональное назначение и влияние на процесс работы. Показано, что для повышения эффективности процесса фрезерования необходимо повышать равномерность фрезерования путем увеличения количества одновременно работающих ножей и использования ножей с косыми режущими кромками. Приводится методика определения необходимого количества ножей, как с прямыми, так и с косыми режущими кромками. Обоснована необходимость использования ножей с косыми режущими кромками. Требуемый угол наклона режущей кромки ножа, при котором процесс фрезерования будет равномерным, определяется расчетом.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Rassomakhin, G.K. | Yakovlev, N.S. | Chernyshоv, A.P. | Chernykh, V.I.

One of the significant directions of scientific research in terms of improving the design of sowing machines and increasing their adaptability to modern automation requirements is the creation of dispensers that provide adjustment of the seeding rate during the operation of a sowing machine. The specialists working at the Siberian Research Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture have been developed a sample of a pneumatic sowing machine dispenser, which was used as a prototype in the study. The dispenser used allows for a smooth adjustment of the seeding rate in accordance with the job card, as well as automatic cutoff of seed supply to the drill tube when the machine turns at the headland to prevent overconsumption of seeds and reseeding. The research purpose is to determine the design and technological parameters of the experimental dispenser of the pneumatic sowing machine. The following tasks were formulated: 1) to conduct a laboratory study of the seed batching process in the experimental dispenser of a pneumatic seeding machine; 2) to determine the pattern of mutual influence of significant factors on the throughput capacity of the dispenser and describe them by regression equations. In accordance with the listed tasks the seed batching process on the laboratory unit was studied. During experimental data processing, regression dependencies were obtained. According to the characteristics of the obtained equations, it is found that the most significant influence on the throughput capacity of the dispenser is the volume of the dispenser coil. Maximum performance of the dispenser is noted at rotor speeds in the range of 80–100 rpm. The highest feed rate and avoidance of spontaneous seed leakage from the dispenser into the drill tube are achieved at a gate height of the dispenser discharge window within 2 cm. The research results can be used to finalize the design of a dispenser which will be used as an actuator of the complex automation system of the sowing unit. | Создание дозаторов, обеспечивающих корректировку нормы высева во время работы посевной машины - одно из значимых способов совершенствования конструкции посевных машин и повышения их приспособленности к современным требованиям автоматизации. Специалистами Сибирского научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства разработан образец дозатора пневматической посевной машины, который использовался в качестве прототипа при проведении исследования. Применявшийся дозатор позволяет обеспечить плавную корректировку нормы высева семян в соответствии с картой-заданием, а также автоматическое отключение подачи семян в семяпровод при разворотах агрегата на краю поля для предотвращения перерасхода семян и повторного сева. Цель исследования – определение конструктивных и технологических параметров экспериментального дозатора пневматической посевной машины. Решали следующие задачи: 1) провести лабораторное исследование процесса дозирования семян в экспериментальном дозаторе пневматической посевной машины; 2) определить закономерности взаимного влияния значимых факторов на пропускную способность дозатора и описать их регрессионными уравнениями. В соответствии с перечисленными задачами изучен процесс дозирования семян на лабораторной установке. В ходе обработки экспериментальных данных получены регрессионные зависимости. По характеристикам полученных уравнений установлено, что наиболее значимое влияние на пропускную способность дозатора оказывает объем катушки дозатора. Максимальная производительность дозатора отмечается при частоте вращения ротора в пределах 80–100 об./мин. Наибольшая скорость подачи и исключение самопроизвольной утечки семян из дозатора в семяпровод достигаются при высоте затвора выгрузного окна дозатора в пределах 2 см. Результаты исследования могут быть использованы при доработке конструкции дозатора с целью применения его в качестве исполнительного механизма системы комплексной автоматизации посевного агрегата.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Vorozhtsov, O.V.

Due to the intensive horticulture development, there is an increasing need for specialized equipment suitable for working in narrow spaces of orchards. Special requirements are imposed on the design parameters and processing capabilities of tractors capable for working in narrow spaces. They should be multifunctional and have a compact cabin, short base, small track, width and height. The turning radius should be less than the distance between rows of fruit trees, which usually does not exceed 3 m. In the design of such tractors, it is reasonable to use an articulated frame. The force required to rotate it will be determined by the location of the turning center of the frame platforms. A significant reduction in the turning force is possible by transferring the turning center of the articulated frame to the wheel axis of the front platform or by placing front wheels directly on the axis. The points for the terminal of hydroficated attachments should be provided on the platform. A comparative analysis of gear and piston hydraulic machines has been carried out. As shown, it is possible to build a hydrostatic tractor transmission based on gear hydraulic machines. A hydraulic scheme of such a hydrostatic transmission is presented. A possibility of its volumetric control at constant power consumption is provided by redistributing the fluid flow between two hydraulic oil motors with different working volume, where the torque on the shafts of the hydraulic oil motors is summed up using a rack-type differential. In the case of using the proposed transmission, energy consumption is reduced during the production operation of the tractor. | В связи с развитием интенсивного садоводства возрастает потребность в специализированной технике, пригодной для работы в узких пространствах плодовых садов. К конструктивным параметрам и технологическим возможностям тракторов для работы в узких пространствах предъявляются особые требования. Они должны быть многофункциональными и иметь компактную кабину, короткую базу, небольшие колею, ширину и высоту. Радиус разворота должен быть меньше расстояния между рядами плодовых деревьев, которое обычно не превышает 3 м. В конструкции таких тракторов разумно использовать шарнирно-сочлененную раму. Усилие, необходимое для ее поворота, будет определяться расположением центра поворота платформ рамы. Значительное снижение усилия для поворота возможно за счет переноса центра поворота шарнирно-сочлененной рамы к оси колес передней платформы или расположения непосредственно на оси передних колес. На платформе следует предусмотреть точки подключения гидрофицированного навесного оборудования. Проведен сравнительный анализ шестеренных и поршневых гидромашин. Показано, что имеется возможность построения гидрообъемной трансмиссии трактора на основе шестеренных гидромашин. Представлена гидравлическая схема такой гидрообъемной трансмиссии. Возможность ее объемного регулирования при постоянной потребляемой мощности обеспечивается за счет перераспределения потока рабочей жидкости между двумя гидромоторами с разным рабочим объемом, где крутящий момент на валах гидромоторов суммируется с помощью зубчатого дифференциала. В случае применения предлагаемой трансмиссии обеспечивается снижение энергозатрат в ходе производственной эксплуатации трактора.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Burlakov, Yu.V. | Chemodanov, S.I. | Burlakovа, S.V.

Harvesting of flax for fiber and seed production is carried out depending on the specific conditions by different technologies: direct, separate and factory ones. A technical and technological study of separate harvesting of flax fiber based on improving the basic conceptual scheme of the picker-combing machine is presented. The traditional technologies of harvesting flax fiber and technical means that ensure the implementation of technological operations related to the separate technology of harvesting are considered. Disadvantages of these technical means are revealed. They consist in varying degrees of impact of threshing and separating combing bodies of harvesting machines of both rake and rotor type on the stems, which causes uneven curing along length of them and leads to the deterioration of fiber quality, reduction of the number of extra valuable long fiber and losses of the seed part of the crop. A conceptual scheme of the basic threshing and separating device of a roll-fulling type for separate technology of flax fiber harvesting by improving the picker-combing machine is proposed. The proposed device desighn provides simultaneous threshing of flax fiber strips and creates favorable conditions for quality curing of straw to the state of flax straw simultaneously along the entire stalk length by its uniform conditioning in the gaps between the rubberized rollers. The combing header equipped with a threshing and separating device of the roll-fulling type allows to separate the seeds from the uncombed flax strip regardless of the location of the seed part relative to the movement direction of the harvesting machine. Versatility, simplicity and wide range of application of the threshing and separating device of the roll-fulling type are reasonable to use when designing machines for harvesting flax fiber for all known harvesting technologies. | Уборку льна-долгунца для получения волоконной и семенной продукции осуществляют в зависимости от конкретных условий по различным технологиям: прямой, раздельной и заводской. Представлено технико-технологическое исследование раздельной уборки льна-долгунца и вариант усовершенствования базовой концептуальной схемы подборщика-очесывателя. Рассмотрены традиционные технологии уборки льна-долгунца и технические средства, обеспечивающие выполнение технологических операций, связанных с раздельной технологией уборки. Выявлены недостатки таких технических средств. Они заключаются в различной степени воздействия молотильно-сепарирующих очесывающих органов уборочных машин как грабельного, так и роторного типа на стебли, что вызывает неравномерность их вылежки по длине и приводит к ухудшению качества волокна, уменьшению номера выхода особо ценного длинного волокна и потерям семенной части урожая. Предложена концептуальная схема базового молотильно-сепарирующего устройства вальцового типа для раздельной технологии уборки льна-долгунца с использованием усовершенствованного подборщика-очесывателя. В предлагаемом варианте устройство обеспечит одновременный обмолот лент льна-долгунца и создаст благоприятные условия для качественной вылежки соломки до состояния тресты одновременно по всей длине стебля за счет ее равномерного плющения в зазорах между обрезиненными вальцами. Подборщик-очесыватель, оборудованный молотильно-сепарирующим устройством вальцового типа, позволяет производить выделение семян из неочесанной ленты льна-долгунца вне зависимости от расположения семенной части относительно направления движения уборочного агрегата. Универсальность, простота и широкий диапазон применения молотильно-сепарирующего устройства вальцового типа обуславливают целесообразность его использования при проектировании машин для всех технологий уборки льна-долгунца.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Bashmakov, I.A. | Zagorujko, M.G.

Land irrigation is one of the important factors in obtaining stable and high crop yields. Different sprinkler machines are used to irrigate the soil. Angular drive gear is most commonly used as a wheel gear of sprinkler machines. An important component of the wheel gearing is worm gear. When analyzing the existing designs of arch sprinkler carts, it is concluded that it is necessary to optimize some of its elements. Such an element is the elastic element of the coupler made of a polymeric material. The force elements of the elastic insert work mainly on bending. The most dangerous part of this element is the base of the tooth. In most cases, this element provides the necessary performance of the sprinkler drive, but at the peak values of torque (movement of wheeled cart on a difficult section) its deformation due to insufficient strength is possible. The work purpose was to improve the strength characteristics of the drive elements of the arch-type sprinkler cart by optimizing their design parameters. To calculate the loads on the gear, classical methods of calculating worm gears were used, in view of the environment dependent coefficients. To make a prototype from ABC plastic with a 3D printer, the finite element method was used using the Compass 3D software environment. As a result, the radius of rounding at the base of the tooth - in places of stress concentrators - was increased. The elastic coupler element was tested on a torsion machine. The maximum torque determined during the tests of the industrial design was 240 N*m, for the modified prototype it was 430 with a permissible value of 4-315 N*m for this type of couplers. The reliability of the power elements of the sprinkler drive can be improved by using special materials in the manufacture of an elastic insert and optimizing geometric parameters. Thanks to 3D printing, the maintainability of sprinkler machine parts can be improved. | Орошение земель является одним из важных факторов получения стабильных и высоких урожаев с.-х. культур. Для орошения почвы используются различные дождевальные машины. В качестве колесного редуктора дождевальных машин чаще всего используется редуктор с угловой передачей. Важным компонентом колесной передачи является червячная передача. При анализе существующих конструкций арочных дождевальных тележек был сделан вывод о необходимости оптимизации некоторых ее элементов. Таким является упругий элемент муфты, изготовленный из полимерного материала. Силовые элементы упругой вставки работают в основном на изгиб. Наиболее опасной частью этого элемента является основание зуба. В большинстве случаев этот элемент обеспечивает необходимую работоспособность привода дождевальной машины, но при пиковых значениях крутящего момента (движение колесной тележки по сложному участку) возможна его деформация ввиду недостаточной прочности. Целью работы было улучшение прочностных характеристик элементов привода дождевальной тележки арочного типа путем оптимизации их конструктивных параметров. Для расчета нагрузок на редуктор использовали классические методы расчета червячных передач с учетом коэффициентов, зависящих от окружающей среды. Для изготовления прототипа из АВС-пластика на 3D-принтере использовали метод конечных элементов с применением программной среды Компас 3D. В результате увеличили радиус закругления у основания зуба (в местах концентраторов напряжений). Упругий элемент муфты испытали на торсионной машине. Максимальный крутящий момент, определенный при испытаниях промышленного образца, составил 240 Н*м, для модифицированного прототипа - 430 при допустимом для данного типа муфт значении 4-315 Н*м. Надежность силовых элементов привода дождевальной машины можно повысить за счет использования специальных материалов при изготовлении упругой вставки и оптимизации геометрических параметров. Благодаря 3D-печати можно повысить ремонтопригодность деталей дождевальной машины.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Nalobin, M.A. | Antropov, V.A.

High crop yields depend to a large extent on proper, uniform fertilizer application. Uneven application of fertilizers can lead both to a decrease in biological yield due to an excess of fertilizer mixture in one place and a lack of fertilizer in another, and to inevitable losses during mechanized harvesting because of uneven crop structure and differences in terms of plant ripening. A design of a fertilizer subsurface plow, which allows improving the quality of tillage and crops, as well as the efficiency of in-soil overall subsurface fertilizer application has been developed. The design refers to machines for tillage, providing fertilization with simultaneous loosening of the soil, leveling its surface with the destruction of clods and lumps. The device is tractor-drawn and is aggregated with drawbar category 3 tractors. As a result of using the developed device, a number of tasks are performed: the arable soil layer changes its structure and structural condition due to favorable water-air and thermal regime; the circulation of nutrients increases; microbiological processes in the soil improve; weeds are destroyed; pathogens and pests are more exterminated; fertilizers are evenly embedded in the soil, and optimal conditions for root system development are created. | Высокая урожайность в большей степени зависит от правильного, равномерного внесения удобрений. Неравномерное внесение удобрений может привести как к снижению биологической урожайности из-за избытка удобрительной смеси в одном месте и нехватки удобрительной в другом, так и к неизбежным потерям при механизированной уборке из-за неравномерной структуры посевов и различий в сроках созревания растений. Разработана конструкция плоскореза-глубокорыхлителя-удобрителя, позволяющая повысить качество обработки почвы и посевов, а также эффективность внутрипочвенного равномерного внесения удобрений. Конструкция относится к машинам для обработки почвы, обеспечивающим внесение удобрений с одновременным рыхлением почвы, выравниванием ее поверхности с разрушением комьев и глыб. Устройство является навесным и агрегатируется с тракторами 3 тягового класса. В результате применения разработанного устройства выполняется ряд задач: пахотный слой почвы изменяет свое строение и структурное состояние в связи с благоприятным водно-воздушным и тепловым режимом; усиливается круговорот питательных веществ; улучшаются микробиологические процессы в почве; уничтожаются сорные растения; в большей степени истребляются возбудители болезней и вредителей; происходит равномерная заделка в почву удобрений, создаются оптимальные условия для развития корневой системы.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Ulyukina, E.A. | Prokhorov, A.A.

The use of quick-assembly (collapsible) pipelines is one of the effective ways of supplying water for periodic irrigation of agricultural land, especially when using highly worn-out existing irrigation systems. Samples of fiberglass pipes cut longitudinally in the form of blades with a length of 150 mm and transversely in the form of rings with a diameter of 170 mm have been prepared for the research. As a result of studies of the physicochemical properties of composite materials, there is proposed a linear element design of a collapsible pipeline, the principal technical solutions of which take into account the experience of operating domestic and foreign collapsible pipelines in irrigation systems. A feature of the proposed linear element is the one-piece construction of a pipe made of composite material without welds and joints with rigidly connected reinforcing metal nodes located in areas of increased load. The characteristics of composite materials obtained during the experiment (exemplified by fiberglass made using various types of hardeners) make it possible to predict an increase in the stability and operation safety of a collapsible pipeline made of composite materials due to possible bending with a smaller radius (compared with similar steel pipelines) when laying it on highly rugged terrain. | Применение быстросборных (сборно-разборных) трубопроводов является одним их эффективных способов подачи воды для выполнения мероприятий по периодическому орошению с.-х. земель, особенно в условиях высокой степени износа существующих оросительных систем. Для исследований подготовлены образцы стеклопластиковых труб, вырезанные в продольном направлении в виде лопаток длиной 150 мм и в поперечном направлении в виде колец диаметром 170 мм. 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.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Buchel'nikova, T.A. | Ustinov, N.N.

The purpose of the study is to conduct an analytical review of gripping units for working with agricultural products, which are installed at the end of a robot manipulator for direct contact with products. The main tasks of soft grips are to grab, lift, move and stack products like human hands to avoid damage. Various designs of soft robot grips developed by scientists from the UK, USA, Canada, Germany, Belgium are considered. As a result of an analytical research, it has been found that silicone elastomer designs equipped with a pneumatic drive are the most common. For example, scientists from the USA and Germany have developed a gripping tool, which is a soft deformable chamber made of soft and very stretchable silicone elastomer, limited by an external plastic housing that provides a preload over the entire contact area. The soft chamber is connected to a pump. Each silicone component is bound with polyvinyl siloxane elastomer, which consists of a set of vertically aligned mushroom-shaped microfibers made of polydimethylsiloxane (PDMS). A grip is activated by pumping air out of the chamber. Unfortunately, grippers of such design are ineffective when working with dusty and dirty objects. Soft grips can be used in mechanized harvesting technologies for easily crumpled fruits (asparagus, persimmon, tomatoes, etc.), as well as for moving objects, including fragile ones. | Цель исследования – проведение аналитического обзора захватных устройств для работы с с.-х. продукцией, которые устанавливаются на конце робота-манипулятора для непосредственного контакта с продуктами. Основными задачами мягких захватов являются захват, подъем, перемещение и укладка продукции подобно человеческим рукам так, чтобы избежать повреждения. Рассмотрены различные конструкции мягких захватов роботов, разработанные учеными Великобритании, США, Канады, Германии, Бельгии. В результате проведенного аналитического исследования выяснено, что наиболее распространены конструкции из силиконовых эластомеров, оснащенные пневматическим приводом. Например, учеными США и Германии разработан захват, который представляет собой мягкую деформирующуюся камеру, изготовленную из мягкого и очень растяжимого силиконового эластомера, ограниченную внешним пластиковым корпусом, обеспечивающим предварительную нагрузку по всей площади контакта. Мягкая камера подключена к насосу. Каждый силиконовый компонент скреплен винилсилоксановым эластомером, который состоит из набора вертикально выровненных грибовидных микроволокон из полидиметилсилоксана (PDMS). Срабатывание захвата достигается откачиванием воздуха из камеры. Но данная конструкция захвата малоэффективна при работе с пыльными и грязными предметами. Мягкие захваты могут применяться в технологиях механизированной уборки легко мнущихся плодов (спаржа, хурма, томаты и т.п.), а также для перемещения предметов, в т.ч. хрупких.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation