Скачать статью в pdf.

УДК 631.171

DOI: 10.15507/2658-4123.032.202201.126-144

Вероятностная модель кинематики устройства для уменьшения растянутости стеблей льна-долгунца в ленте

Зинцов Александр Николаевич
профессор кафедры тракторов и автомобилей Костромской ГСХА (156530, Российская Федерация, Костромская обл., пос. Караваево, ул. Учебный городок, д. 34), доктор технических наук, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3443-2015, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Ковалев Михаил Михайлович
главный научный сотрудник Федерального научного центра лубяных культур (170041, Российская Федерация, г. Тверь, Комсомольский пр-т, д. 17/56), доктор технических наук, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2424-4205, Researcher ID: AAT-4775-2021, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Перов Геннадий Анатольевич
ведущий научный сотрудник Федерального научного центра лубяных культур (170041, Российская Федерация, г. Тверь, Комсомольский пр-т, д. 17/56), кандидат технических наук, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5830-6817, Researcher ID: AAB-5326-2022, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Аннотация 
Введение. Основная причина кризисного состояния льноводства – потери волокнистой части при ее выделении из урожая. Это происходит из-за избыточной растянутости стеблей в слое. Установлено, что уменьшать растянутость наиболее удобно в поле при оборачивании лент стеблей путем нанесения ударов по комлевой части слоя в направлении осей стеблей. В статье предложено использовать для этой цели подборщик-оборачиватель с наклонным комлеподбивателем конвейерного типа. Цель исследования – повышение эффективности процесса выравнивания лент льна путем комлеподбивания стеблей при их оборачивании.
Материалы и методы. Отмечено, что максимальный эффект обеспечит встречный удар в направлении осей стеблей. Для этого скорость движения комлеподбивающей поверхности относительно слоя тресты в поперечном к осям стеблей направлении должна иметь постоянное нулевое значение. Указанный режим может быть реализован конвейером с роликовыми активаторами. Отмечен случайный характер условий работы машинных агрегатов в поле, что является дополнительной помехой для обработки лент стеблей предложенным способом. Поэтому при проектировании комлеподбивателей рекомендовано использовать вероятностный и графоаналитический методы расчета.
Результаты исследования. С помощью графоаналитического метода получена вероятностная модель, связывающая кинематику предложенного устройства с вероятностью нанесения встречных ударов по комлям стеблей. При этом установлено, что двухроликовые активаторы в совокупности с наклоном комлеподбивающей поверхности обеспечат ярко выраженные ударные воздействия, увеличат скорость и вероятность их нанесения. Экспериментальным путем обоснованы параметры и режимы работы наклонного комлеподбивателя конвейерного типа.
Обсуждение и заключение. Применение предложенного способа, с учетом полученных результатов, позволит уменьшить растянутость стеблей льна в лентах на 5,6 % за одно оборачивание и выход длинного волокна на 2,5–3,0 %.

Ключевые слова: длинное волокно, лен, растянутость, вероятность, подборщик-оборачиватель, слой стеблей, удар, комлеподбивающая поверхность, конвейер, активатор

Финансирование: работа выполнена при поддержке Минобрнауки России в рамках Государственного задания ФГБНУ ФНЦ ЛК (№ FGSS-2022-0005).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Зинцов А. Н., Ковалев М. М., Перов Г. А. Вероятностная модель кинематики устройства для уменьшения растянутости стеблей льна-долгунца в ленте // Инженерные технологии и системы. 2022. Т. 32, № 1. С. 126–144. doi: https://doi.org/10.15507/2658-4123.032.202201.126-144

Заявленный вклад соавторов:
А. Н. Зинцов – подготовка начального текста с последующей доработкой, проведение исследований, анализ результатов, визуализация.
М. М. Ковалев – научное руководство, анализ и доработка текста.
Г. А. Перов – подготовка и анализ литературных данных, проведение критического анализа исследований, доработка текста.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила 29.12.2021; одобрена после рецензирования 20.01.2022;
принята к публикации 10.02.2022

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Akin D. E. Linen Most Useful: Perspectives on Structure, Chemistry, and Enzymes for Retting Flax [Электронный ресурс] // International Scholarly Research Notices. 2013. doi: https://doi.org/10.5402/2013/186534

2. Основные проблемы научного обеспечения льноводства / Р. А. Ростовцев [и др.] // Сельско-хозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14, № 3. С. 45–52. doi: https://doi.org/10.22314/2073-7599-2020-14-3-45-52

3. Поздняков Б. А. Актуальные направления совершенствования системы машин для уборки льна-долгунца // Техника и оборудование для села. 2019. № 8. С. 2–6. doi: https://doi.org/10.33267/2072-9642-2019-8-2-6

4. Зинцов А. Н., Рымарь О. Н., Вакарчук С. И. Устройство для уменьшения растянутости ленты стеблей льна // Сельский механизатор. 2019. № 6. С. 8–11. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=41263687 (дата обращения: 30.12.2021).

5. Ковалев М. М., Перов Г. А., Просолов С. В. Анализ работы делителей в трудных условиях уборки // Техника и оборудование для села. 2020. № 11. С. 20–24. doi: https://doi.org/10.33267/2072-9642-2020-11-20-24

6. Зинцов А. Н. О повышении эффективности комлеподбивания стеблей в лентах льна-долгунца // Вестник АПК Верхневолжья. 2017. № 1. С. 67–72. URL: https://www.yaragrovuz.ru/images/Vestnik_APK/vAPK_2017_1_37.pdf (дата обращения: 29.12.2021).

7. Галкин А. В., Фадеев Д. Г., Ущаповский И. В. Исследование качественных характеристик льноволокна в зависимости от конструкции очесывающего аппарата // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28, № 3. С. 389–399. doi: https://doi.org/10.15507/0236-2910.028.201803.389-399

8. Goudenhooft C., Bourmaud A., Baley C. Flax (Linum usitatissimum L.) Fibers for Composite Reinforcement: Exploring the Link Between Plant Growth, Cell Walls Development, and Fiber Properties [Электронный ресурс] // Front. Plant Sci. 2019. doi: https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00411

9. Research on New Technology of Fiber Flax Harvesting / J. Mańkowski [et al.] // Jornal of Natural Fibers. 2017. Vol. 15, Issue 1. P. 53–61. doi: https://doi.org/10.1080/15440478.2017.1302390

10. A Method for Determining Stretching Patterns of a Group of Stems in Plant Materials / Yu. F. Lachuga [et al.] // Russian Agricultural Sciences. 2021. Vol. 47. P. 182–187. doi: https://doi.org/10.3103/S1068367421020129

11. Исследование инновационного процесса комлеподбивания стеблей в слое при оборачивании лент льна-долгунца / А. Н. Зинцов [и др.] // Наука в Центральной России. 2021. № 4. С. 40–50. doi: https://doi.org/10.35887/2305-2538-2021-3-40-50

12. Start Dynamics of Vibrating Machines with Unbalanced Drive Considering Its Elasticity / N. P. Yaroshevich [et al.] // Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2018. Issue 3. P. 100–106. doi: https://dx.doi.org/10.29202/nvngu/2018-3/8

13. Heller K. The Technologies of Fibrous Crops (Flax and Hemp) Growing and Processing in Sustainable and Multifunctional Development of Agriculture // Fragmenta Agronomica. 2007. Vol. 24. P. 181–186. URL: https://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=PL2008000488 (дата обращения: 11.01.2021).

14. Research of the Dynamic Model of the Flax Stems Line Arranging Mechanism / O. O. Nalobina [et al.] // INMATEH – Agricultural Engineering. 2017. Vol. 53, Issue 3. P. 51–56. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=35717513 (дата обращения: 11.01.2021).

15. Blekhman I. I., Vasil’kov V. B., Yaroshevich N. P. On Some Opportunities for Improving Vibration Machines with Self-Synchronizing Inert Vibration Exciters // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2013. Vol. 42, Issue 3. С. 192–195. doi: http://dx.doi.org/10.3103/S1052618813030023

16. Blekman L. I., Yaroshevich N. P. Upon Drive Dynamics of Vibratory Machines with Inertia Excitation // Obogashchenie Rud. 2017. Issue 4. P. 49–53. doi: https://doi.org/10.17580/or.2017.04.09

17. Подборщик-оборачиватель лент льна : патент 2122309 Российская Федерация / Смирнов Н. А., Зинцов А. Н., Соколов В. Н. № 94023112 ; заявл. 15.06.1994 ; опубл. 27.11.1998. 7 с.

18. Выравниватель стеблей льна : патент 2683726 Российская Федерация / Зинцов А. Н., Соколов В. Н., Рымарь О. Н., Вакарчук С. И. № 2018121595 ; заявл. 13.06.2018 ; опубл. 01.04.2019. 8 с.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.