02. Чулков А. С., Чаплыгин М. Е., Шайхов М. М. Обоснование параметров работы роботизированного кассетного загрузочного устройства карусельного типа для селекционной сеялки

Печать

DOI: 10.15507/2658-4123.034.202404.549-562

УДК 631.331:331:62-9

Обоснование параметров работы роботизированного кассетного загрузочного устройства карусельного типа для селекционной сеялки

Чулков Андрей Сергеевич
кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории технологий и машин для посева и уборки зерна и семян в селекции и семеноводстве Федерального научного агроинженерного центра ВИМ (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), ORCID: https://orcid.org/0009-0002-1178-451X, Researcher ID: JOZ-1910-2023, SPIN-код: 1726-9749, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Чаплыгин Михаил Евгеньевич
кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией технологий и машин для посева и уборки зерна и семян в селекции и семеноводстве Федерального научного агроинженерного центра ВИМ (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0031-6868, Researcher ID: AAZ-6056-2020, Scopus ID: 57211741695, SPIN-код: 2268-6927, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Шайхов Марсель Марселевич
ведущий специалист лаборатории технологий и машин для посева и уборки зерна и семян в селекции и семеноводстве Федерального научного агроинженерного центра ВИМ (109428, Российская Федерация, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5), ORCID: https://orcid.org/0009-0008-9959-8474, SPIN-код: 1076-9502, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Аннотация
Введение. Разработка и внедрение автоматизированных и роботизированных машин и устройств для выполнения работ в селекции и семеноводстве зерновых и других культур создают условия для повышения производительности и снижения трудоемкости работ, способствуют наращиванию объемов производства отечественно го посевного материала. Для посева культур на втором этапе селекционных работ применяются кассетные сеялки, в которых используются специальные загрузочные устройства для подачи кассет с разделенными на порции семенами к автономным высевающим аппаратам, число которых соответствует числу ячеек в кассете. Роботизированное кассетное загрузочное устройство селекционных сеялок предназначено для последовательного перемещения кассет с семенным материалом к высевающим аппаратам и подачи блоков кассет в рабочую зону по заданной программе при выполнении технологического процесса посева на делянках селекции зерновых, зернобобовых и других культур. При этом должно быть обеспечено строгое согласование работы роботизированного кассетного загрузочного устройства и высевающих аппаратов сеялки, а для этого необходимо обосновать конструкционно-технологические параметры загрузочного устройства с учетом его строения.
Цель исследования. Проанализировать работу роботизированного кассетного загрузочного устройства карусельного типа в системе взаимодействия рабочих органов сеялки при выполнении технологического процесса посева культур на селекционных делянках и обосновать его параметры для загрузки высевающих аппаратов селекционной сеялки.
Материалы и методы Для определения параметров устройства использовали физико-математические зависимости, описывающие его работу в различных режимах при выполнении селекционного посева зерновых и других культур на втором этапе работ.
Результаты исследования. Обосновали параметры роботизированного кассетного загрузочного устройства карусельного типа для двух режимов работы: подачи кассет в рабочей зоне к выгрузным отверстиям рабочего стола и подачи блока кассет в рабочую зону. Рассчитаны параметры механизмов манипулятора: для актуатора, перемещающего кассеты, минимальное усилие составляет 7,2 Н, длина штока – 700 мм, скорость штока – 60 мм/с; для электродвигателя, вращающего подвижную платформу устройства, частота вращения выходного вала составляет 10 об/мин, минимально необходимая мощность на выходном валу привода подвижной платформы – 55,7 Вт.
Обсуждение и заключение. Определены конструкционно-технологические параметры роботизированного кассетного загрузочного устройства карусельного типа для загрузки высевающих аппаратов селекционной сеялки на втором этапе селекционных работ. Проведен расчет скорости подачи кассет, которая составляет 0,033 м/с во время основной операции выполнения посева для исходных параметров: рабочей скорости движения сеялки 3,0 км/ч, длины делянки 1 м и длины межъярусной дорожки 0,5 м. Для режима подачи блока кассет рассчитали угловую скорость вращения подвижной платформы (1,05 с–1), при которой подача блока кассет будет происходить за 1 с.

Ключевые слова: посев зерновых культур, селекция, кассетная селекционная сеялка, роботизированное кассетное загрузочное устройство, манипулятор, блок кассет

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности: авторы выражают признательность анонимным рецензентам.

Для цитирования: Чулков А. С., Чаплыгин М. Е., Шайхов М. М. Обоснование параметров работы роботизированного кассетного загрузочного устройства карусельного типа для селекционной сеялки // Инженерные технологии и системы. 2024. Т. 34, № 4. С. 549–562. https://doi.org/10.15507/2658-4123.034.202404.549-562

Заявленный вклад авторов:
А. С. Чулков – формулирование основных целей и задач исследования, составление начального варианта статьи, формирование общих выводов.
М. Е. Чаплыгин – доработка текста и оформление материалов, анализ литературных источников, формирование общих выводов, итоговая доработка статьи.
М. М. Шайхов – методология, анализ литературных источников, формирование общих выводов, итоговая доработка статьи.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила в редакцию 03.09.2024;
поступила после рецензирования 18.09.2024;
принята к публикации 25.09.2024

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лобачевский Я. П., Дорохов А. С. Цифровые технологии и роботизированные технические средства для сельского хозяйства // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2021. Т. 15, № 4. С. 6–10. EDN: YFRZDV

2. Измайлов А. Ю. Интеллектуальные технологии и роботизированные средства в сельскохозяйственном производстве // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89, № 5. С. 536–538. https://doi.org/10.31857/S0869-5873895536-538

3. Жалнин Э. В. Семеноводство России – приоритет импортозамещения // Сельский механизатор. 2016. № 3. URL: https://selmech.msk.ru/316.html (дата обращения: 17.04.2024).

4. Несмиян А. Ю., Ценч Ю. С. Тенденции и перспективы развития отечественной техники для посева зерновых культур // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2018. Т. 12, № 3. С. 45–52. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2018-12-3-45-52

5. Автоматизированные технические средства в посевной технике для селекции и семеноводства сельхозкультур / А. Х. Текушев [и др.] // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2022. Т. 69, № 3. С. 49–55. EDN: SEESLE

6. Измайлов А. Ю., Евтюшенков Н. Е. Приоритетная техника для селекции и первичного семеноводства // Сельский механизатор. 2017. № 3. URL: http://www.selmech.msk.ru/317.html (дата обращения: 17.04.2024).

7. Кассетные загрузочные устройства для высевающих аппаратов селекционных сеялок / А. С. Чулков [и др.] // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2023. Т. 70, № 2. С. 74–81. EDN: TUJELT

8. Lavrov A., Smirnov I., Litvinov M. Justification of the Construction of a Self-Propelled Selection Seeder with an Intelligent Seeding System // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 224. Article no. 05011. https://doi.org/10.1051/matecconf/201822405011

9. Чулков А. С., Шибряева Л. С. Параметры кассеты для роботизированного загрузочного устройства селекционной сеялки // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2024. Т. 18, № 2. С. 92–97. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2024-18-2-92-97

10. Жалнин Э. В. Возродим селекцию и семеноводство // Сельский механизатор. 2014. № 7. С. 4–5. EDN: SVKVRH

11. Научно-технические достижения агроинженерных научных учреждений для производства основных групп сельскохозяйственной продукции / Ю. Ф. Лачуга [и др.] // Техника и оборудование для села. 2021. № 4 (286). С. 2–11. EDN: LAQWUU

12. Лобачевский Я. П. Научное обеспечение приоритетных технологий агропромышленного комплекса Российской Федерации // Вестник Российской академии наук. 2024. Т. 94, № 3. С. 275–282. EDN: GFXGCD

13. Инновационные достижения агроинженерных научных учреждений в условиях развития цифровых систем в сельском хозяйстве / Я. П. Лобачевский [и др.] // Техника и оборудование для села. 2024. № 5(323). С. 2–9. EDN: IZLBHP

14. Роботизированное кассетное загрузочное устройство карусельного типа для селекционной сеялки : патент 2806909 Российская Федерация / Чулков А. С., Чаплыгин М. Е., Шайхов М. М. № 2023112652 ; заявл. 25.05.2023 ; опубл. 08.11.2023. EDN: GBKTEM

15. Чулков А. С., Шайхов М. М. Роботизированное кассетное загрузочное устройство конвейерного типа для селекционной сеялки // Техника и оборудование для села. 2024. № 6 (324). С. 20–22. EDN: ZMIJSQ

16. Yaropud V., Datsiuk D. By Improving Breeding Seeder Sowing Device Small Seeded Crops // Vibrations in Engineering and Technology. 2021. No.1. P. 152–162. https://doi.org/10.37128/2306-8744-2021-1-15

17. Theory of Movement of the Combined Seeding Unit / H. Beloev [et al.] // Agriculture and Agricultural Science Procedia. 2015. Vol. 7. P. 21–26. https://doi.org/10.1016/j.aaspro.2015.12.024

18. Современные физические методы и технологии в сельском хозяйстве / С. В. Гудков [и др.] // Успехи физических наук. 2024. Т. 194, № 2. С. 208–226. EDN: QINIEQ

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.