Разработать инновационные комплексы машин с элементами роботизации для селекции и семеноводства зерновых, зернобобовых и масличных культур с применением электрофизических методов воздействия

Объекты исследований: сеялка для 2 этапа селекционных работ с роботизированным кассетным загрузочным устройством (РКЗУ); селекционно-семеноводческий комбайн класса 1-4 кг/с, оборудованный электроприводом базовых рабочих органов и трансмиссии; технологический процесс работы селекционно-семеноводческого комбайна в целом и отдельных базовых рабочих органов, в частности оборудованных электроприводом; технологический процесс послеуборочной обработки семян с помощью роботизированной системы оптической экспресс диагностики семян зерновых культур; процесс сушки крупносеменного материала и технологии комбинированной сушки. Цель исследования – разработка инновационных комплексов машин с элементами роботизации для селекции и семеноводства зерновых, зернобобовых и масличных культур с применением электрофизических методов воздействия. Результаты и научная новизна исследований: разработан экспериментальный образец селекционной сеялки для 2-го этапа селекционных работ и изготовлено РКЗУ карусельного типа для установки на базу самоходного шасси; проведены лабораторные исследования, согласно разработанной программе и методике исследований; выявлено, что сеялка по основным параметрам соответствует техническому заданию; определено, что применение новой сеялки повышает производительность и снижает трудоемкость при проведении селекционного посева; разработан и изготовлен экспериментальный образец селекционного комбайна с электроприводом базовых рабочих органов и трансмиссии, проведены его лабораторно-полевые испытания на уборке зерновых и зернобобовых культур; проведены расчеты эффективности работы комбайна КСЭ-1-ВИМ с электроприводом базовых рабочих органов и трансмиссии, которые выявили возможность повышения общей производительности уборки селекционно-семеноводческих посевов в сравнении с базовым вариантом, не оборудованным электроприводом, снижение стоимости эксплуатационных затрат, увеличение коэффициента надежности технологического процесса и обеспечение коэффициента эксплуатационной надежности; разработана новая система скрининга фитосанитарного состояния семян в различных производственных циклах их получения и хранения, что напрямую влияет на сокращение сроков получения новых качественных сортов зерновых культур, сохранности семенного фонда и увеличивает темпы производства в селекции и семеноводстве, а также в процессах проведения экспресс-диагностики качества с.-х. сырья и в процессах сепарации с.-х. семян зерновых в селекции и семеноводстве; разработана и экспериментально уточнена математическая модель сушки крупносеменного материала с учетом конструкции дегидратационного комплекса; разработан способ повышения эффективности сушки; смоделировано и исследовано применение в конструкции дегидратационного комплекса СВЧ-излучателей в качестве дополнительной сушки, что позволяет снизить неравномерность влажности высушиваемого материала, уменьшить значение напряженности поля, что снизит риск перегрева обрабатываемого зерна. Степень внедрения: разработка, изготовление и лабораторные исследования экспериментального образца селекционной сеялки для 2-го этапа селекционных работ с РКЗУ; разработка, изготовление и лабораторно-полевые испытания экспериментального образца селекционного комбайна; составлена программа модернизации рабочих органов сеялки по результатам испытаний. Эффективность проведенных исследований состоит в применении РКЗУ карусельного типа взамен КЗУ на селекционной сеялке на базе самоходного шасси, что создает предпосылки для повышения производительности на посеве за час сменного времени от 10% до 20%; переоборудовании на электропривод селекционно-семеноводческого комбайна класса 1-4 кг/с, что создает предпосылки для повышения производительности уборки селекционносеменоводческих посевов на 15 – 20 % в сравнении с базовым вариантом, снижения стоимости эксплуатационных затрат на 15 – 25 %, увеличения коэффициента надежности технологического процесса до 0,95 и обеспечения коэффициента эксплуатационной надежности до 0,96, а также повышения универсальности применяемой техники, что сократит капитальные затраты на её изготовление; разработке алгоритма работы устройства сортировки роботизированной системы оптической экспресс диагностики семян зерновых культур и кода программного обеспечения роботизированной системы сортирования зерновых культур в среде программирования C++; применении дегидратационного комплекса с реверсивным режимом обдува, при котором продолжительность сушки зерна сокращается на 12–14% в сравнении с постоянным обдувом, а также при реверсе температура высушенного зерна ниже на 2 ℃ из-за более интенсивного влагосъема; применении волноводов со щелевыми излучателями в предлагаемой конструкции дегидратационного комплекса позволит увеличить коэффициент равномерности сушки до 0,43 при влажности зерна 20% и 0,47-0,58 при влажности, близкой к кондиционной.