Скачать статью в pdf.

УДК 631.3:631.82/.85

DOI: 10.15507/2658-4123.032.202202.222-234

 

Разработка адаптивного центробежного рабочего органа для внесения минеральных удобрений с применением технологий быстрого прототипирования

 

Овчинников Владимир Анатольевич
доцент кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина Национального исследовательского Мордовского государственного университета (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), кандидат технических наук, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0350-8478, Researcher ID: O-6834-2018, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Кильмяшкин Евгений Анатольевич
доцент кафедры основ конструирования механизмов и машин Национального исследовательского Мордовского государственного университета (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), кандидат технических наук, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4827-8277, Researcher ID: CAF-9821-2022, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Князьков Алексей Сергеевич
старший преподаватель кафедры основ конструирования механизмов и машин Национального исследовательского Мордовского государственного университета (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8559-5100, Researcher ID: AFN-5154-2022, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Овчинникова Алена Владимировна
аспирант кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина Национального исследовательского Мордовского государственного университета (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2081-2367, Researcher ID: O-6853-2018, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Жалнин Николай Александрович
аспирант кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина Национального исследовательского Мордовского государственного университета (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4307-4619, Researcher ID: AGD-2904-2022, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Зыкин Евгений Сергеевич
директор Технологического института филиала Ульяновского ГАУ, профессор кафедры агротехнологий, машин и безопасности жизнедеятельности Ульяновского ГАУ (432017, Российская Федерация, г. Ульяновск, б-р Новый Венец, д. 1), доктор технических наук, доцент, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4795-6865, Researcher ID: AAM-5482-2021, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Аннотация 
Введение. Совершенствование агропромышленного комплекса подразумевает создание новых и модернизацию имеющихся рабочих органов и машин. Важным условием при этом является применение современных технологий и постоянное сотрудничество с реальным производством. Цель исследования – разработать адаптивный центробежный рабочий орган и повысить качество внесения минеральных удобрений.
Материалы и методы. На основании изучения состояния вопроса и требований, предъявляемых к машинам для внесения минеральных удобрений, разработан и изготовлен адаптивный центробежный рабочий орган. На всех стадиях применялись методы компьютерного проектирования и быстрого прототипирования на основе аддитивных технологий.
Результаты исследования. В результате использования представленных рабочих органов увеличилась ширина захвата агрегата на 10,0–22,5 %. Экспериментальные рабочие органы, по сравнению с серийными, позволяют уменьшить неравномерность внесения гранул минеральных удобрений на 13,4 % за счет их перераспределения с центральной зоны по краям.
Обсуждение и заключение. В результате экспериментальных исследований доказана эффективность применения разработанного адаптивного центробежного рабочего органа. Он позволяет увеличить равномерность распределения гранул минеральных удобрений и рабочую ширину захвата агрегата. Современные методы проектирования позволяют значительно сократить время и расходы.

Ключевые слова: минеральные удобрения, энергосберегающие технологии, рабочий орган, равномерность распределения, 3D, CAD-модель, прототипирование, экспериментальные исследования

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Разработка адаптивного центробежного рабочего органа для внесения минеральных удобрений с применением технологий быстрого прототипирования / В. А. Овчинников [и др.] // Инженерные технологии и системы. 2022. Т. 32, № 2. С. 222–234. doi: https://doi.org/10.15507/2658-4123.032.202202.222-234

Заявленный вклад соавторов:
В. А. Овчинников – научное руководство, формулирование основной концепции исследования, формирование выводов, доработка текста.
Е. А. Кильмяшкин – формулирование основной концепции исследования, формирование выводов.
А. С. Князьков – литературный и патентный анализ, проведение лабораторных исследований, обработка результатов эксперимента, подготовка начального варианта текста и редактирование текста.
А. В. Овчинникова – проведение лабораторных исследований, визуализация текста.
Н. А. Жалнин – литературный и патентный анализ, обработка результатов исследований. Е. С. Зыкин – критический анализ.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила 03.03.2022; одобрена после рецензирования 05.04.2022;
принята к публикации 13.04.2022

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Структурная оценка энергосберегающей технологии возделывания зерновых культур и рабочих органов посевных машин / А. Н. Ларюшин [и др.] // Нива Поволжья. 2011. № 2. С. 72–79. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=16356738 (дата обращения: 01.03.2022).

2. Искакова А. Н., Кошелев С. Н. Ресурсосберегающие технологии в растениеводстве [Электронный ресурс] // Главный агроном. 2019. № 3. URL: https://panor.ru/articles/resursosberegayushchie-tekhnologii-v-rastenievodstve/1488.html (дата обращения: 01.03.2022).

3. Влияние сельскохозяйственной техники на реализацию потенциала урожайности озимой твердой пшеницы / А. Г. Галаян [и др.] // Новые технологии. 2021. № 17. С. 78–86. doi: https://doi.org/10.47370/2072-0920-2021-17-1-78-86

4. Using Resource and Energy-Saving Technologies in Agricultural Production as a Direction of Raising Energy Efficiency of Rural Territories / I. O. Yasnolob [et al.] // Ukrainian Journal of Ecology. 2019. Vol. 9, Issue 1. P. 244–250. URL: https://www.ujecology.com/articles/using-resource-and-energysavingtechnologies-in-agricultural-production-as-a-direction-of-raising-energy-efficiency-of-r.pdf (дата обращения: 01.03.2022).

5. Капустин С. И. Обоснование уровня технологий полевых культур // Сельскохозяйственный журнал. 2019. № 2. С. 12–19. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=40082006 (дата обращения: 01.03.2022).

6. The Effect of Different Organic Fertilizers on Yield and Soil and Crop Nutrient Concentrations [Электронный ресурс] / C. Thomas [et al.] // Agronomy. 2019. Vol. 9, Issue 12. doi: https://doi.org/10.3390/agronomy9120776

7. Астахов В. С. Возможный качественный прорыв при дифференцированном внесении гранулированных минеральных удобрений // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2019. № 1. С. 158–161. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37332615 (дата обращения: 01.03.2022).

8. Savci S. Investigation of Effect of Chemical Fertilizers on Environment // APCBEE Procedia. 2012. Vol. 1. P. 287–292. doi: https://doi.org/10.1016/j.apcbee.2012.03.047

9. Седашкин А. Н., Даськин И. Н., Костригин А. А. Неравномерность внесения удобрений при координатной системе земледелия // Тракторы и сельхозмашины. 2013. № 10. С. 39–40. URL: https://journals.eco-vector.com/0321-4443/article/view/65765 (дата обращения: 01.03.2022).

10. Овчинников В. А., Овчинникова А. В. Рабочий орган для внесения минеральных удобрений // Тракторы и сельхозмашины. 2018. № 2. С. 13–16. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32877772 (дата обращения: 01.03.2022).

11. Innovative Technologies and Equipment from “Amazone” Company for Fertilizer Application / V. Buxmann [et al.] // E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 210. doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202021004002

12. Седашкин А. Н., Костригин А. А., Милюшина Е. А. Способ повышения качества внесения известковых удобрений // Тракторы и сельхозмашины. 2020. № 1. С. 88–91. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42652389 (дата обращения: 01.03.2022).

13. Припоров Е. В. Прибор настройки однодискового центробежного аппарата // Инновации в сельском хозяйстве. 2017. № 2. С. 181–187. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30160242 (дата обращения: 01.03.2022).

14. Адамчук В. В., Моисеенко В. К. Технические средства нового поколения для рассева минеральных удобрений // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2004. № 2. С. 15–19. URL: http://www.avtomash.ru/gur/2004/20040207.htm (дата обращения: 01.03.2022).

15. Рабочий орган для разбрасывания минеральных удобрений : патент 79368 Российская Федерация / Седашкин А. Н. [и др.]. № 2008107503 ; заявл. 26.02.2008 ; опубл. 10.01.2009. 4 с.

16. Тенденции развития машин с центробежными рабочими органами для поверхностного внесения твердых минеральных удобрений / Н. С. Панферов [и др.] // Техника и оборудование для села. 2021. № 12. С. 18–24. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47470683 (дата обращения: 01.03.2022).

17. Портаков А. Б. Рабочий орган для внесения смесей минеральных удобрений // Научный альманах. 2016. № 4–3. С. 153–155. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26146944 (дата обращения: 01.03.2022).

18. Агрегат для внесения пылящихся известковых удобрений / А. Н. Седашкин [и др.] // Тракторы и сельхозмашины. 2018. Т. 85, № 6. C. 17–21. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36808679 (дата обращения: 01.03.2022).

19. Рабочий орган для разбрасывания минеральных удобрений : патент 75532 Российская Федерация / Чаткин М. Н. [и др.]. № 2008112617 ; заявл. 01.04.2008 ; опубл. 20.08.2008. 4 с.

20. Рабочий орган для разбрасывания минеральных удобрений : патент 186301 Российская Федерация / Овчинников В. А., Жалнин Н. А., Овчинникова А. В. № 2018136612 ; заявл. 17.10.2018 ; опубл. 15.01.2019. 4 с.

21. Paolini А., Kollmannsberger А., Rank S. Additive Manufacturing in Construction: a Review on Processes, Applications, and Digital Planning Methods [Электронный ресурс] // Additive Manufacturing Journal. 2019. Vol. 30. doi: https://doi.org/10.1016/J.ADDMA.2019.100894

22. Factors for Metal Additive Manufacturing Technology Selection / V. Sobota [et al.] // Journal of Manufacturing Technology Management. 2021. Vol. 32, Issue 9. Р. 26–47. doi: https://doi.org/10.1108/JMTM-12-2019-0448

23. Schniederjans D., Yalcin M. Perception of 3D-Printing: Analysis of Manufacturing Use and Adoption // Rapid Prototyping Journal. 2018. Vol. 24, Issue 3. Р. 510–520. doi: https://doi.org/10.1108/RPJ-04-2017-0056

24. Performance Evaluation of 3D Printing Technologies: a Review, Recent Advances, Current Challenges, and Future Directions / U. Chadha [et al.] // Progress in Additive Manufacturing. 2022. doi: https://doi.org/10.1007/s40964-021-00257-4

 

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.