Результаты лабораторных исследований просеваемости почвы пруткового элеватора с асимметричным расположением встряхивателей и регулируемым углом наклона полотна

Алексей Семёнович Дорохов; Алексей Викторович Сибирёв; Александр Геннадьевич Аксенов; Максим Александрович Мосяков

Алексей Семёнович Дорохов ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» https://orcid.org/0000-0002-4758-3843
Алексей Викторович Сибирёв ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» https://orcid.org/0000-0002-9442-2276
Александр Геннадьевич Аксенов ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» https://orcid.org/0000-0002-9546-7695
Максим Александрович Мосяков ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» https://orcid.org/0000-0002-5151-7312

Ключевые слова: прутковый элеватор, встряхиватель, угол наклона, подача вороха, поступательная скорость движения, качество сепарации, почвенные примеси

Аннотация

Введение. Увеличение выхода товарной продукции с занимаемой площади вегетации как овощных корнеплодов, так и всей сельскохозяйственной продукции способствует повышению нагрузки на машинно-технологический комплекс при выполнении уборочных работ. Это обусловлено отсутствием функционирующих элементов в конструкции машинно-технологических комплексов, определяющих качественное отделение поступающего на обработку вороха. Цель исследования – выявление участков с минимальной величиной просеивания почвы на поверхности пруткового элеватора в зависимости от угла наклона полотна, а также разработка рекомендаций и предложений по повышению полноты сепарации.
Материалы и методы. Описана методика лабораторных исследований пруткового элеватора с регулируемым углом наклона полотна при асимметричном расположении встряхивателей, а также изложены результаты изучения просеиваемости почвы на рабочей поверхности. Использовалась методика комплексной оценки качества выполнения и стабильности технологических операций на основе количественных критериев оптимизации.
Результаты исследования. Наибольшее значение массы просеянной почвы наблюдается на участке затухания длины волны рабочей ветви пруткового элеватора 1 020 мм от воздействия эллиптического встряхивателя при угле наклона полотна 5 град.
Обсуждение и заключение. Прутковый элеватор с асимметричным расположением встряхивателей и регулируемым углом наклона полотна пруткового элеватора повышает просеивание почвы по всей длине полотна на 10 %, а следовательно, увеличивает полноту сепарации корнеплодов от почвенных примесей.

Биографии авторов

Алексей Семёнович Дорохов, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

заместитель директора по научно-организационной работе ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор, Researcher ID: H-4089-2018, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4758-3843, dorokhov@rgau-msha.ru

Алексей Викторович Сибирёв, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

старший научный сотрудник отдела технологий и машин в овощеводстве ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), кандидат технических наук, Researcher ID: M-6230-2016, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9442-2276, sibirev2011@yandex.ru

Александр Геннадьевич Аксенов, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

ведущий научный сотрудник отдела технологий и машин в овощеводстве ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), кандидат технических наук, Researcher ID: V-5572-2017, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9546-7695, 1053vim@mail.ru

Максим Александрович Мосяков, ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

старший научный сотрудник отдела технологий и машин в овощеводстве ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), кандидат технических наук, Researcher ID: A-8482-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5151-7312, maks.mosyakov@yandex.ru

Литература

1. Сибирёв, А. В.Обоснование конструктивных и технологических параметров сепарирующего пруткового транспортера с асимметричным расположением встряхивателей / А. В. Сибирёв, А. Г. Аксенов, М. А. Мосяков // Вестник ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина». – 2018. – № 4. – С. 15–20. – URL: http://elib.timacad.ru/dl/full/vmgau-02-2018-04.pdf/download/vmgau-02-2018-04.pdf (дата обращения: 18.12.2020). – Рез. англ.

2. Design Modification and Field Testing of Groundnut Digger / T. Asghar, A. Ghafoor, A. Munir [et al.] // Asian Journal of Science and Technology. – 2014. – Vol. 5, Issue 7. – Pр. 389–394. – URL: https://www.researchgate.net/publication/274373280_DESIGN_MODIFICATION_AND_FIELD_TESTING_OF_GROUNDNUT_DIGGER (дата обращения: 18.12.2020).

3. Akdemir, B. Mechanized Panting and Harvesting of Onion / B. Akdemir, P. Ulger, S. Arin // Agricultural Mechanization in Asia, Africa & Latin America. – 1993. – Vol. 24, Issue 4. – Pр. 23–26. – URL: https://www.researchgate.net/publication/289056030_Mechanized_panting_and_harvestiong_of_onion (дата обращения: 18.12.2020).

4. Sibirev, A. V. Experimental Laboratory Research of Separation Intensity of Onion Set Heaps on Rod Elevator / A. V. Sibirev, A. G. Aksenov, M. A. Mosyakov // Journal of Engineering and Applied Sciences. – 2018. – Vol. 13, Issue 23. – Pp. 10086–10091. – URL: https://www.researchgate.net/publication/329752893_Experimental_laboratory_research_of_separation_intensity_of_onion_set_heaps_on_rod_elevator (дата обращения: 18.12.2020).

5. Сибирёв, А. В. Результаты экспериментальных исследований сепарации вороха лука-севка на прутковом элеваторе с асимметрично установленными встряхивателями / А. В. Сибирёв, А. Г. Аксенов, М. А. Мосяков. – DOI 10.15507/2658-4123.029.201901.091-107 // Инженерные технологии и системы. – 2019. – Т. 29, № 1. – С. 91–107. – Рез. англ.

6. Дорохов, А. С. Результаты полевых исследований машины для уборки лука-севка, оснащенной прутковым элеватором с асимметричным расположением встряхивателей / А. С. Дорохов, А. В. Сибирёв, А. Г. Аксенов. – DOI 10.15507/2658-4123.030.202001.133-148 // Инженерные технологии и системы. – 2020. – Т. 30, № 1. – С. 133–148. – Рез. англ.

7. Pasaman, B. The Determination of the Parameters of a Ploughshare-Rotor Potato Digger / B. Pasaman, V. Zakharchuk // ECONTECHMOD. – 2012. – no. 2. – Pр. 43–47. – URL: http://www.journals.pan.pl/dlibra/publication/98931/edition/85237/content (дата обращения: 18.12.2020).

8. Abd El-Rahman, M. M. Development and Performance Evaluation of a Simple Grading Machine Suitable for Onion Sets / M. M. Abd El-Rahman. – DOI 10.21608/JSSAE.2011.55418 // Journal of Soil Sciences and Agricultural Engineering. – 2011. – Vol. 2, Issue 2. – Pр. 213–226.

9. Khura, T. I C A R Design and Development of Tractor-Drawn Onion (Allium Cepa) Harvester / T. Khura, I. Mani, A. Srivastava // Indian Journal of Agricultural Sciences. – 2011. – Vol. 81, Issue 6. – Pр. 528–532. – URL: https://www.researchgate.net/publication/267251851_I_C_A_R_Design_and_development_of_tractor-drawn_onion_Allium_cepa_harvester (дата обращения: 18.12.2020).

10. Indraja, D. A Review Paper Based on Design and Development of an Onion Harvesting Machine / D. Indraja, J. Ajkhilesh, P. Vishal [et al.] // Journal of Information and Computational Science. – 2019. – Vol. 9, Issue 12. – Pp. 333–337. – URL: https://www.researchgate.net/publication/339201506 (дата обращения: 18.12.2020).

11. Bachche, S. Deliberation on Design Strategies of Automatic Harvesting Systems: A Survey / S. Bachche. – DOI 10.3390/robotics4020194 // Robotics. – 2015. – Vol. 4, Issue 2. – Pp. 194–222.

12. Dai, F. Design and Experiment of Combined Operation Machine for Potato Harvesting and Plastic Film Pneumatic Auxiliary Collecting / F. Dai, W. Zhao, W. Sun. – DOI 10.6041/j.issn.1000-1298.2017.01.009 // Transactions of the CSAM. – 2018. – Vol. 49, Issue 3. – Pp. 104–113.

13. Stability Tests of Two-Finger Tomato Grasping for Harvesting Robots / Z. Li, P. Li, H. Yang, Y. Wang. – DOI 10.1016/j.biosystemseng.2013.07.017 // Biosystems Engineering. – 2013. – Vol. 116, Issue 2. – Pp. 163–170.

14. О взаимодействии клубненосного пласта с рабочими органами копателя / Н. В. Бышов, С. Н. Борычев, Н. Н. Якутин [и др.] // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. – 2018. – № 4 (40). – С. 161–167. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36673758 (дата обращения: 18.12.2020). – Рез. англ.

15. Исследование тягового сопротивления лемеха с переменным углом наклона / Э. О. Нестерович, Н. В. Бышов, М. Ю. Костенко [и др.] // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. – 2018. – № 1 (37). – С. 84–89. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35056434 (дата обращения: 18.12.2020). – Рез. англ.

16. Модернизация копателя КСТ-1,4 / Н. В. Бышов, Н. Н. Якутин, Р. Ю. Ковешников [и др.] // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. – 2016. – № 2 (30). – С. 75–78. – URL: http://vestnik.rgatu.ru/archive/2016_2.pdf (дата обращения: 18.12.2020). – Рез. англ.

17. Bachche, S. Modeling and Performance Testing of End-Effector for Sweet Pepper Harvesting Robot / S. Bachche, K. Oka. – DOI 10.20965/jrm.2013.p0705 // Journal of Robotics and Mechatronics. – 2013. – Vol. 25, Issue 4. – Pp. 705–717.

18. Якутин, Н. Н. Результаты экспериментальных исследований процесса машинной уборки картофеля усовершенствованным копателем КТН-2В / Н. Н. Якутин, Н. В. Бышов, Г. К. Рембалович // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2014. – № 99 (5). – С. 1052–1061. – URL: https://clck.ru/WcriE (дата обращения: 18.12.2020). – Рез. англ.

19. Выбор и обоснование параметров экологического состояния агроэкосистемы для мониторинга технологических процессов возделывания сельскохозяйственных культур / А. Б. Калинин, В. А. Смелик, И. З. Теплинский, О. Н. Первухина // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. – 2015. – № 39. – С. 315–319. – URL: https://clck.ru/Wcs6y (дата обращения: 18.12.2020). – Рез. англ.

20. Протасов, А. А. Технология и средства механизации для двухфазной уборки лука-репки / А. А. Протасов, С. А. Макаров. – DOI 10.28983/asj.v0i10.592 // Аграрный научный журнал. – 2018. – № 10. – С. 59–62. – Рез. англ.

21. Kumar, D. Performance Evaluation of Tractor Drawn Potato Digger Cum – Elevator / D. Kumar, A. Tripathi // International Journal of Agricultural Science and Research. – 2017. – Vol. 7, Issue 2. – Pp. 433–448. – URL: http://www.tjprc.org/publishpapers/2-50-1490605027-55.IJASRAPR201755.pdf (дата обращения: 18.12.2020).

22. Massah, J. Effect of Blade Angle and Speed of Onion Harvester on Mechanical Damage of Onion Bulbs / J. Massah, A. Lotfi, A. Arabhosseini // Agricultural Mechanization in Asia, Africa & Latin America. – 2012. – Vol. 43, Issue 3. – Pр. 60–63. – URL: https://www.researchgate.net/publication/287778155_Effect_of_Blade_Angle_and_Speed_of_Onion_Harvester_on_Mechanical_Damage_of_Onion_Bulbs (дата обращения: 18.12.2020).

23. Jothi Shanmugam, C. Indigenous Development of Low Cost Harvesting Machine / C. Jothi Shanmugam, G. Senthilkumar // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. – 2017. – Vol. 12, Issue 5. – Pр. 4489–4490. – URL: http://www.arpnjournals.org/jeas/research_papers/rp_2017/jeas_0817_6236.pdf (дата обращения: 18.12.2020).

24. Mayer, V. Measurement of Potato Tubers Resistance against Mechanical Loading / V. Mayer, D. Vejchar, L. Pastorková. – DOI 10.17221/708-RAE // Research in Agricultural Engineering. – 2008. – Vol. 54, Issue 1. – Pр. 22–31.

25. Патент № 2638190 Российская Федерация, МПК А01 D33/00. Сепарирующий транспортер корнеклубнеуборочной машины : № 2017107814 : заявл. 10.03.2017 : опубл. 12.12.2017 / Сибирёв А. В., Аксенов А. Г., Колчин Н. Н., Пономарев А. Г. ; заявитель и патентообладатель ФГБНУ ФНАЦ ВИМ. – 8 с. – URL: https://viewer.rusneb.ru/ru/000224_000128_0002638190_20171212_C1_RU?page=1&rotate=0&theme=white (дата обращения: 18.12.2020). – Рез. англ.

26. Experiment on Poke Finger Wheel Type Potato Digger / J. Wu, H. Li, W. Sun [et al.]. – DOI 10.3969/j.issn.1000-1298.2010.12.016 // Transactions of the CSAE. – 2011. – Vol. 27, Issue 7. – Pp. 173–177.

27. Design and Experiment on Potato Digger of Disc Ce-Grate Type / L. R. Shi, J. M. Wu, W. Y. Zhao [et al.]. – Текст : непосредственный // Transactions of the CSAE. – 2012. – Vol. 28, Issue 24. – Pp. 15–21.

28. Experiment and Analysis of Potato-Soil Separation Based on Impact Recording Technology / Z. Weil, H. Li, Y. Mao [et al.] // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. – 2019. – Vol. 12, Issue 5. – Pр. 71–80. – URL: https://www.ijabe.org/index.php/ijabe/article/view/4573 (дата обращения: 18.12.2020).

29. Impact of Soil Compaction on the Engineering Properties of Potato Tubers / M. K. Edrris, K. A. Al-Gaadi, A. A. Hassaballa [et al.] // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. – 2020. – Vol. 13, Issue 2. – Pp. 163–167. – URL: https://www.ijabe.org/index.php/ijabe/article/view/4818/pdf (дата обращения: 18.12.2020).

30. Advances in Machine Vision Applications for Automatic Inspection and Quality Evaluation of Fruits and Vegetables / S. Cubero, N. Aleixos, E. Moltó [et al.]. – DOI 10.1007/s11947-010-0411-8 // Food and Bioprocess Technology. – 2011. – Vol. 4. – Pp. 287–502.