Науковий журнал «Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексів»
Входить до переліку наукових фахових видань України, категорія «Б». Свідоцтво про державну реєстрацію: серія КВ №25443-15483ПР Науковий журнал призначений для: виробничників, науково-педагогічних працівників, наукових співробітників, аспірантів, докторантів і студентів, які спеціалізуються у відповідних або суміжних галузях науки та напрямках виробництва. Мови видання: українська, англійська Періодичність виходу примірників: 2 рази на рік
Оптимізація системи логістичного сервісу компанії
У статті досліджено стратегічні підходи до оптимізації системи логістичного сервісу підприємства на основі балансу між рівнем обслуговування клієнтів та логістичними витратами. Акцентовано увагу на формуванні ефективної логістичної стратегії з використанням методів аналітики, зокрема методу аналізу ієрархій (МАІ). Запропоновано ієрархічну модель вибору оптимального комплексу логістичних послуг на основі ключових індикаторів ефективності обслуговування клієнтів. Практичне застосування методики продемонстровано на прикладі компанії «Sfera-Avto», що дозволило обґрунтувати вибір найефективніших напрямів покращення логістичного сервісу. Результати дослідження підтверджують доцільність використання МАІ як інструменту підтримки прийняття стратегічних логістичних рішень.
Авторське право (c) 2025 Науковий журнал «Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексів»
Аналітична модель параметрів фільтра-глушника вакуумного насосу
В статті розглядається вирішення наукової задачі з віднайдення методологічних підходів до обґрунтування аналітичної моделі параметрів фільтра-глушника вакуумного насосу. В результаті досліджень отримано рівняння визначення швидкості руху частинки оливи при її виведенні із вакуумного насосу та потрапляння у фільтр глушник, останній має ступеневе збільшення радіусу та подано вираз для його визначення. Автором враховано, що маса частинки, безпосередньо не входить у формулу сили тиску повітря. Проте, маса впливає на прискорення частки під впливом сили тиску. Якщо сила тиску повітря перевищує силу тяжіння, частка почне прискорюватися. Автор вважає З погляду на процес, що протікає в фільтрі-глушнику, слід зазначити, що збільшення швидкості руху частинок оливи повинно привести до поліпшення ефекту очищення, так як при цьому зростають відцентрові сили, що діють на частинки.
Експериментальні дослідження посівного машинно-тракторного агрегату у складі трактора та сівалки Vega-8 W Profi
В статті наведено результати експериментальних досліджень посівного машинно-тракторного агрегату у складі трактора та сівалки Vega-8 W Profi. Встановлено, що ефективність сільськогосподарських операцій значною мірою залежить від продуктивності МТА. Визначено, що звичайні сільськогосподарські методи вирощування сільськогосподарських культур часто призводять до ущільнення ґрунту та збільшення викидів парникових газів. Під час експериментальних досліджень використано вимірювальну систему динаміки та енергетики мобільних машин. Вимірювальна система призначена для визначення кінематичних, динамічних, потужністних та енергетичних характеристик мобільних машин та їх елементів при дорожніх, польових і стендових випробуваннях. При І серії досліджень визначався вплив конструктивних параметрів агрегату на динаміку та коливання елементів а також з метою оцінки техніко-економічних показників. При швидкості руху 2,8 м/с найбільший розмах коливань мають прискорення ІВП-3, який встановлено на сниці сівалки. На ці показники впливає близьке розташування вентилятора пневматичної системи сівалки. Основні енергії коливань елементів агрегату знаходяться на частотах 5, 22 та 30 -35 Гц. При ІІ серії досліджень визначалися відмінності у коливаннях висіваючих апаратів сівалки. Основна енергія коливань (амплітуди віброприскорень) висівних апаратів сівалки знаходиться на частотах 3, 20, 28, 30 Гц при швидкості руху 2,8 м/с. В цьому випадку також найбільший розмах коливань мають прискорення, що визначені датчиком ІВП-3, який встановлено на сниці сівалки. Амплітуди віброприскорень першого та останнього висіваючих апаратів на частотах 28–30 Гц нижчі за амплітуди віброприскорень четвертого та п’ятого. Проведені експериментальні дослідження в ПСП дозволили оцінити техніко-експлуатаційні показники посівного агрегату. Показники стану ґрунту задовольняють умовам, що пред’являються до сівби зернових культур. Вологість ґрунту в шарах 0-5 см складала – 21,4 %; 5-10см – 23,9 %, 10-15см – 22,9 %. Оптимізація конструктивних параметрів агрегату дозволила покращити техніко-експлуатаційні показники. В модернізованому варіанті посівного МТА збільшена продуктивність на 15 % до 5,2 га/год; погектарна витрата палива знизилась на 0,2 кг/га (18 %) до 2,4 кг/га..
Моделювання швидкості сходження сипкого матеріалу з обертового конусного диску в умовах надлишкового тиску
У статті представлено математичну модель переміщення елементарної частинки сипкого матеріалу на конусному диску, що обертається зі сталою кутовою швидкістю. Досліджено вплив надлишкового тиску в зоні дозування на траєкторію та динаміку руху частинок. У моделюванні враховано сили тяжіння, тертя, відцентрову та Коріолісову силу, а також вертикальну складову сили тиску. Проведено числове моделювання, результати якого дозволяють обґрунтувати конструкційні та режимні параметри багатокомпонентного дозатора-змішувача для забезпечення рівномірної подачі компонентів. Результати можуть бути використані при проєктуванні ефективних систем змішування сипких матеріалів у хімічній, харчовій та будівельній промисловості.
Аналіз динаміки навантаження глибокорозпушувача в системі ґрунтообробки
Орієнтація сучасного сільського господарства на впровадження енергоощадних, раціональних та екологічно безпечних агротехнологій. Останнім часом дедалі більше уваги приділяється збереженню родючості сільськогосподарських земель. Однією з актуальних проблем, що постають перед аграрними підприємствами та фермерами, є надмірне ущільнення ґрунту. Ця проблема зумовлена зростанням масогабаритних характеристик сільськогосподарської техніки, що призводить до ущільнення не лише орного, а й підорного шару ґрунту. Глибина ущільнення залежить від низки чинників, серед яких: маса тракторів, кількість проходів техніки, вологість, тип і фізичний стан ґрунту. Окрім того, інтенсивна оранка на сталій глибині спричиняє формування так званої «плужної підошви», твердість якої перевищує 3,5 МПа. Такий стан ґрунту перешкоджає капілярному підняттю вологи з глибших шарів, що негативно позначається на водозабезпеченні кореневих систем сільськогосподарських культур. Одним із ефективних способів боротьби з ущільненням ґрунту є глибоке розпушування (чизелювання), яке також відоме як вертикальний обробіток. Ця технологія сприяє покращенню водно-повітряного режиму ґрунту й, за певних умов, може слугувати альтернативою традиційній оранці. У даній публікації розглядається динаміка навантаження на глибокорозпушувальний агрегат, що застосовуються для руйнування ущільнених шарів у сучасних системах обробітку ґрунту. Дослідження проводилось із використанням розробленого в університеті вимірювально-реєстраційного комплексу, який забезпечує моніторинг параметрів навантаження на агрегат в режимі реального часу без необхідності модифікації її конструкції. Такий підхід дозволяє отримати достовірні дані для подальшого удосконалення агротехнічних процесів
Застосування адаптивного підходу в системі керування технологічним процесом випарювання в цукровому заводі за допомогою статичної моделі
У статті розглядається система керування технологічним процесом випарювання цукрового соку у випарних установках. Проведено аналіз регресійної моделі процесу випарювання, який показав: модель має ряд властивостей, що обмежують сферу її застосування у завданнях керування. Розглянута побудова математичних моделей ТП випарювання цукрового виробництва, які відображають динаміку процесів і засновані на використанні рівнянь матеріального та енергетичного балансів. Визначено основні напрямки підвищення ефективності роботи в системі керування динамічним технологічним процесом випарювання, що дає можливість оптимізувати режими випарювання соку. Розглянуто основні підходи до визначення ефективних математичних моделей, які математично описують процес випарювання соку у багатокорпусній установці. Розкрито переваги та недоліки математичних моделей, що застосовуються в системі математичного забезпечення контролю оптимізаційних режимів роботи випарної установки. Розглянуто ефективні алгоритми оцінки регресійних коефіцієнтів показників процесу у статичних моделях. З цією метою запропоновано та досліджено алгоритм прискореної ідентифікації, який відрізняється від існуючих вищою швидкістю збіжності та стійкістю за наявності похибок при вимірюванні, що підтвердилося при побудові моделей ТП цукрового виробництва. Застосування даного алгоритму при побудові математичних моделей ТП цукрового виробництва забезпечило досягнення припустимої похибки ідентифікації (10%) за 20-30 тактів. Використання даного алгоритму разом із розробленим алгоритмом адаптивного керування виявилося дуже ефективним під час вирішення завдань стабілізації вихідних змінних роботи випарного відділення, забезпечуючи похибку керування (стабілізації), яка не перевищує 10%.
Інтеграція систем екологічного моніторингу та безпеки праці в умовах енергетичних підприємств
У статті розглядається питання інтеграції систем екологічного моніторингу та безпеки праці на енергетичних підприємствах. Розглянуто сучасні технології IoT та Big Data, що дозволяють забезпечити єдину інформаційну систему для реального часу стану навколишнього середовища та умов праці. Визначено основні напрямки впровадження сучасних інтегрованих технологій у системи екологічного моніторингу та безпеку праці. Проведено аналіз тенденцій у сфері безпеки в процесі впровадження сучасних безпекових технологій. Розкрито ризики та переваги таких інтеграцій з використанням прикладів з української практики.
Результати експериментальних досліджень пружного стояка дискатора з регулятором жорсткості
Наведено результати експериментальних випробувань пружного стояка з регулятором жорсткості в лабораторних умовах. За результатами виконаних експериментальних досліджень отримано динаміки тягового зусилля рами P1, тягових зусиль верхньої і крайньої точок пружного стояка дискового робочого органу P2 і P3, а також кутів орієнтації трьохосьового акселерометра , ,  для кожного досліду згідно плану Бокса-Бенкіна трьох факторів (кут клиноподібної вставки пружного стояка дискового робочого органу , глибина входження дискового робочого органу в ґрунт h і швидкість руху v) на трьох рівнях варіації. За результатами обробки одержаних при випробуваннях пружного стояка з регулятором жорсткості експериментальних даних з використанням програми Wolfram Cloud отримано залежності у вигляді рівнянь регресії другого порядку середнього значення тягового зусилля рами P1, його середньоквадратичного відхилення σ1, частоти коливань робочого органу ω, середнього значення зусилля у верхній (P2) і крайньої (P3) точок пружного стояка дискового робочого органу від кута клиноподібної вставки стояка дискового робочого органу , глибини входження дискового робочого органу в ґрунт h і швидкості руху v. Проведенням оптимізації одержаного рівняння для частоти коливань дискового робочого органу за умови мінімізації тягового зусилля рами отримано значення факторів досліджень: θ = 1,81°, h = 0,06 м, v = 1 м/с. При цьому мінімальна частота коливань дискового робочого органу ωmin = 51,6 Гц.
Прогнозування технічного стану автомобільних трансмісій на основі інтегрованого аналізу вібраційних і акустичних характеристик із застосуванням передових методів штучного інтелекту та моделювання перехідних процесів
У статті представлено інноваційну методологію прогнозування технічного стану автомобільних трансмісій, яка базується на інтегрованому аналізі вібраційних і акустичних характеристик із використанням передових методів штучного інтелекту та чисельного моделювання перехідних процесів. Розроблений підхід дозволяє ідентифікувати дефекти на ранніх стадіях та враховує динамічну природу реальних умов експлуатації. Застосовано метод кінцевих елементів (FEM) для створення цифрових моделей динаміки систем, а також алгоритми глибокого навчання (CNN, LSTM) для аналізу даних і прогнозування залишкового ресурсу компонентів трансмісій. Результати дослідження демонструють зниження витрат на технічне обслуговування та підвищення надійності транспортних засобів. Запропонована методика може бути впроваджена в автомобільну промисловість, сервісні компанії та науково-дослідні установи.
Стан розвитку тягових електродвигунів підвищеної надійності
Розвиток тягових електродвигунів є важливим напрямком удосконалення транспортних машин. Тягові електродвигуні постійно покращуються з погляду споживання електроенергії і надійності та діагностування, а також зменшення витрат на експлуатацію. В цій статті особлива увага приділяється методам вибору типу тягового двигуна, оцінці якості тягових електродвигунів при проектуванні, виготовленні та експлуатації за їх вібраційними характеристиками.
Технологічна адаптація тракторів загального призначення імпортного виробництва в аграрному секторі України
У статті викладено нові елементи технологічної адаптації тракторів загального призначення імпортного виробництва, найбільш затребуваних в аграрному секторі України. Запропоновано новий алгоритм технологічної адаптації ґрунтообробного агрегату, реалізованого на стерні озимої пшениці трактором New Holland при агрегатуванні з лущильником ДЛМ-8,0. Запропонована нова методика баластування трактора за групами технологічного процесу ґрунтообробки, що базується на визначенні маси баласту. Експериментально на тракторі John Deere 8400 доказане твердження, що застосування баласту ефективне до певного підвищення швидкості руху трактора. Розглянуті витрати потужності двигуна на пересування трактора при русі без баласту / з баластом на різних агрофонах.
Результати дослідження процесу віброфрикційної сепарації насіння коріандра
Досягти повного відділення у цільову фракцію біологічно цінного насіння при сепарації насіннєвого матеріалу із використанням єдиного критерію є складним завданням. Ця проблема вирішується застосуванням в якості ознаки поділу комплексу фізико-механічних властивостей компонентів (форми, пружності, фрикційних властивостей), що є можливим при віброфрикційній сепарації насіннєвого матеріалу. В роботі представлено результати дослідження віброфрикційної сепарації насіння коріандру. Обгрунтування раціональних параметрів процесу сепарації насіннєвого матеріалу на робочих поверхнях віброфрикційного сепаратора забезпечило підвищення виходу кондиційного матеріалу на 27,6% порівнянно з попередніми результатами очищення, а також підвищення показників його посівних якостей та зниження відходів процесу сепарації до 7,4% від маси вихідного матеріалу при тій же продуктивності машини. Рацінальними праметрами віброфрикційного сепаратора для підготовки посівного матеріалу коріандру є амплітуда коливань А = 1,1 мм; частота коливань ω =155,0 с-1; кут спрямованості коливань ε = 28,0°; поздовжній нахил робочих поверхонь α = 3,0°; поперечний нахил робочих поверхонь облицьованих брезентом β = 1,9°. При заданих параметрах встановлена можливість отримання 92,6% від маси вихідного матеріалу кондиційного насіння коріандру за один пропуск через віброфрикційний сепаратор. Для підвищення ефективності підготовки насіння коріандру у виробничих умовах пропонується включити віброфрикційний сепаратор до складу існуючих технологічних ліній для отримання високоякісного насіння.
Перспективи використання біогазових установок в Україні
Завдяки величезному територіальному потенціалу і великій кількості сільськогосподарських угідь, відносно низькій щільності населення і відносно сприятливому клімату країна має хороші початкові умови для виробництва торгівлі і використання біоенергії. За останні роки значно зросла увага до питань раціонального поводження з сільськогосподарськими відходами в Україні як з боку влади, так і з боку наукової спільноти. Вирішення проблеми можливо шляхом здійснення ефективних заходів для швидкої, безпечної переробки відходів та отримання позитивного економічного та екологічного ефекту від утилізації та повторного використання сировини. Проблема ефективної переробки та утилізації відходів є однією з найгостріших у світі, експлуатація біогазових установок не є простим завданням. Враховуючи світовий досвід використання біогазових технологій стикаються с проблемою рентабельності біогазових установок. В основному біогазові станції використовують не стільки, як джерело енергії, скільки для нейтралізації відходів тваринництва і одержання з них високоякісного органічного добрива.
Аналіз систем копіювання поверхні поля в конструкціях зернозбиральних сільськогосподарських машинах
У цій роботі надано пояснення, описано принцип дії та визначено головне призначення систем, що забезпечують копіювання поверхні поля збиральними сільськогосподарськими машинами. Здійснено аналіз існуючих механізмів балансування та систем копіювання, застосовуваних у конструкціях сільськогосподарських машин для збирання врожаю, з акцентом на їх сильних і слабких сторонах. За результатами аналізу різних конструкцій систем копіювання запропоновано їхню класифікацію та роз'яснено, як вони структурно пов'язані між собою, що дозволяє дати загальну характеристику цим системам.
Теоретичні засади забезпечення технологічних властивостей будівельних матеріалів для дерев'яного житлового будівництва
У статті йдеться про проблему зниження запасів якісної деревини та збільшення частки малоцінної деревини, що обмежує споживчі властивості. Особливу увагу приділено використанню залишків деревини після лісових пожеж як альтернативних джерел сировини для дерев’яного домобудівництва. В умовах зростання споживання деревини у світі та зменшення її якісних запасів, передбачається підхід до переробки пошкодженої деревини для створення композитних матеріалів. Методом дослідження є розробка комплексного підходу до утилізації залишків деревини після лісових пожеж для виробництва конкурентоспроможних будівельних матеріалів із заданими експлуатаційними властивостями. У роботі визначено методологічні засади виробництва таких матеріалів. Запропоновано технологію виготовлення композитів, що включає використання деревних частинок, сполучного та подрібнених полімерних відходів. Основна увага приділена методу пултрузії, який дозволяє формувати довгомірні профільовані вироби з постійною конфігурацією поперечного перерізу. Розглянуто особливості взаємодії деревини з термопластичними полімерними матрицями, а також вплив попередньої обробки волокон на міжфазну взаємодію компонентів. Дослідження показали, що додавання антипіренів, таких як алюмохромфосфат, значно знижує горючість композитів, підвищуючи їхню безпеку. Математичне моделювання процесів НВЧ-сушіння дозволило знайти оптимальні параметри установки для забезпечення рівномірної нагріву матеріалу. Використання НВЧ-енергії сприяє інтенсифікації процесів сушіння та підвищенню продуктивності. Результати дослідження підтверджують доцільність використання залишків деревини після лісових пожеж та вторинного поліетилентерефталату (ПЕТ) для виробництва екологічно безпечних будівельних матеріалів із покращеними експлуатаційними властивостями. Це відкриває нові можливості для переробки сировини відповідно до сучасних екологічних вимог.
Огляд сучасних підходів до вдосконалення технологій витоплення бджолиного воску: технічні рішення та інженерні перспективи.
У статті представлено систематизований огляд сучасних технологій витоплення бджолиного воску з акцентом на конструктивні особливості обладнання, інженерні інновації та енергетичну ефективність. Розглянуто класифікацію традиційних і промислових методів витоплення воску, детально описано технічні рішення щодо модернізації парових, відцентрових і комбінованих установок. Проаналізовано новітні підходи до очищення воску, його застосування в енергетиці, інженерії та агропромисловому виробництві. Значну увагу приділено соціально-економічним аспектам впровадження нових технологій у практику бджільництва, кластерній моделі переробки сировини, підготовці кваліфікованих кадрів і розвитку інженерно-освітніх програм. Наведено графічні моделі й аналітичні таблиці з кількісними показниками ефективності технічних рішень. Отримані результати демонструють перспективність технічної модернізації як засобу підвищення продуктивності, зменшення втрат воску та формування нової інфраструктури для сталого розвитку бджільництва.
Кінематика малогабаритної трелювальної системи траєкторією у вигляді дуги кола
Дослідження стосується процесу трелювання деревної сировини під час проведення рубок формування та оздоровлення лісових насаджень із застосуванням міні трелювальних засобів, до прикладу, міні скідерів повідкового типу. Вибрано умови трелювання одиничного круглого лісоматеріалу в напівзавантаженому стані в рівнинних умовах. Мета дослідження полягає в математичному описі кінематики кінцевих точок міні трелювальної системи під час її руху траєкторією у вигляді дуги кола. Теоретичне дослідження виконувалося шляхом математичного моделювання з використанням основних положень теоретичної механіки та фізичних особливостей предмету праці. Враховано спосіб трелювання та маневрові можливості трелювального засобу. Математична модель передбачає врахування основних параметрів лісового насадження, зокрема схеми розміщення дерев та їх середнього діаметру у відземковій частині. Результатом виконаного дослідження є отримані рівняння та математичні залежності, які дозволяють будувати траєкторію переміщення кінцевої точки трелювальної системи за умови відомого рівняння траєкторії руху її початкової точки.
Огляд конструкцій посівних машин для Mini-Till та No-Till технологій у системах ресурсозберігаючого землеробства
Розглянуто актуальні питання підвищення ефективності сівби зернових культур в умовах впровадження ресурсозберегаючих технологій землеробства Mini-Till і No-Till. Проведено огляд сучасних посівних машин, конструктивних особливостей сівалок різних виробників, а також техніко-технологічних рішень, спрямованих на підвищення якості сівби. Проаналізовано конструктарські рішення, що застосовуються в посівних машинах провідних вітчизняних та закордоних виробників, зокрема конструкції сошників, загортачів, притискних механизмів і систем копіювання. Наведені ефективні реалізації технічних рішень, які забезпечують якісну сівбу на полях із великою кількістю пожнивних решток та за зміненою структурою грунту. Результати досліджень дають можливість сформувати уявлення про перспективні напрямки вдосконалення посівних машин та підвищення ефективності її використання в системах сталого землеробства.
Комплексне вирішення логістичної задачі забезпечення життєдіяльності населення в умовах надзвичайних ситуацій
В роботі розглянуто актуальну проблему своєчасного та ефективного забезпечення продовольством населення та персоналу Державної служби надзвичайних ситуацій які перебувають на територіях, потерпілих від надзвичайних ситуацій. На підставі аналізу ряду публікацій показано, що велика частина смертей в процесі природних катастроф викликана не прямими вражаючими чинниками, а голодом і епідеміями, які виникають на відповідній території. Також відомі численні факти про негативні наслідки для здоров'я найуразливіших категорій населення (діти, літні люди, особи, які страждають на хронічні захворювання та ін.) тривалого, більше двадцяти одного дня, харчування високоенергетичними фруктовими пастами, печивом, а також стандартними армійськими харчовими раціонами, що містять консерви і сублімовані продукти. На прикладі США і Японії наведено випадки виявлення значних запасів продовольства на складах магазинів, які не були використані в процесі ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій. Для запобігання цього явища запропоновано використовувати централізоване приготування і харчування населення із використанням армійських польових кухонь. Для їх використання необхідно мати достатню кількість продуктів та рецептуру для приготування гарячих страв. В узагальненому вигляді ця задача отримала назву задачі лінійного програмування про дієту. Наведено чисельний приклад її розв’язання. Такий підхід надає можливість для виконання нормативних розрахунків, необхідних для визначення обсягу запасів продуктів на випадок надзвичайних ситуацій. Розроблена дієта використовує лише місцеві та загальнодоступні продукти. Оскільки в умовах надзвичайних ситуацій рішення приймають в умовах неповної інформації, то для оптимізації логістичних процесів використано методи стохастичного лінійного програмування. Для розв’язання задачі дієти прийнято, що розподіл параметрів задачі рівномірний. Для оптимізації за критерієм витрат пального, необхідного для доставки продуктів споживання, була розв’язана транспортна задача лінійного програмування в детермінованому та стохастичному варіантах.
забезпечення продуктами харчування в умовах надзвичайних ситуацій
Визначення показників та шляхи підвищення стійкості колісних лісових машин у різних умовах експлуатації
Розглянуто теоретичні основи статичної та динамічної стійкості лісових машин, зокрема сортиментовозів, беручи до уваги фізичні принципи, що лежать в основі динаміки руху. Досліджено фактори та умови, що спричиняють втрату стійкості, так зване сповзання та перекидання для лісової техніки. Проаналізовано поперечну та поздовжню стійкість, стійкість на поворотах. Наголошено на значному впливі швидкості, радіусу повороту, положенні центру мас, перерозподілі навантаження та відцентрових сил на стійкість сортиментовоза. Проаналізовано залежність стійкості від умов експлуатації, включаючи вплив типу дорожнього покриття, стану поверхні та кутів поздовжнього і поперечного ухилу. Описано математичні моделі для моделювання руху лісових машин та визначення критичних параметрів, таких як швидкість, кут нахилу. Запропоновано шляхи підвищення стійкості лісових транспортних засобів за рахунок конструктивних змін як от зниження центру ваги, збільшення ширини колії та використання системи активної підвіски і електронних систем стабілізації.
Методика навчання параметричному 3D-моделюванню меблів
Об'єктом дослідження є методика навчання студентів 3D-моделюванню меблевих виробів із використанням САПР загального призначення. Метою дослідження є удосконалення методики навчання студентів технічних і художніх спеціальностей параметричному тривимірному моделюванню меблевих виробів із використанням САПР загального призначення. При цьому важливим є належний вибір меблевого виробу, на прикладі якого розпочнеться навчання студентів використанню тривимірного параметричного САПР. Предметом дослідження є визначення вимог до меблевого виробу для первинного навчання студентів, послідовність побудови його 3D моделі та напрямки формування варіантів завдання та подальшого розвитку завдання з переходом від індивідуальної до колективно-групової роботи. Дослідження здійснено на основі узагальнення досвіду, отриманого при реалізації колективного проєкту з розробки шкільних меблів студентами, які навчаються за освітньою програмою «Деревообробні та меблеві технології» на першому (бакалаврському) рівні вищої освіти в Державному біотехнологічному університеті, та з урахуванням результатів аналізу літературних джерел. Обґрунтовано доцільність використання учнівських письмових столів і стільців як навчальних об’єктів для первинного навчання студентів параметричному 3D-моделюванню. Відому чотириетапну методику навчання (яка полягає в створенні 3D-моделі на основі детальних креслень складових частин, модифікації частин, модифікації розмірів і розширення лінійки продуктів) пропонується доповнити наступним етапом - створенням конструктивно відмінних виробів подібного функціонального призначення або колективно-груповому завданні з розробляння інших меблів для (доцільно, для облаштування того самого приміщення), коли студенти самостійно утворюють групи з 2-3 студентів, обирають та моделюють певні вироби для створення функціонально завершеного меблевого набору, узгоджуючи між собою основні конструктивно-технологічні та естетичні рішення. Отримані результати можуть бути використані при оновленні освітніх програм з меблевого проєктування, дизайну інтер’єру та деревообробних технологій.
Фізико-механічні основи та оптимізація режимів центрифугування при витопленні бджолиного воску
У статті розглянуто процес витоплення бджолиного воску в інноваційному центрифужному агрегаті з паровим нагрівом як складну багатостадійну тепломасообмінну та механічну систему. На відміну від традиційних способів витоплення, у запропонованому підході реалізовано примусове механічне підсилення процесу за рахунок дії відцентрових сил, що істотно змінює енергетичну структуру розділення фаз і підвищує ефективність вилучення воску з пористої структури мерви. Процес описано з позицій термодинаміки відкритих систем з урахуванням внутрішнього виробництва ентропії, фазового переходу та в’язкотекучої фільтрації розплавленого воску. Запропоновано фізико-механічну модель, яка поєднує теплопровідність, задачу Стефана для плавлення воску та узагальнений закон Дарсі–Форхгеймера з додатковим відцентровим напором. Для кількісного аналізу впливу режимних параметрів застосовано метод багатофакторного регресійного аналізу другого порядку з побудовою поверхонь відгуку. Встановлено, що домінуючими факторами, які визначають вихід бджолиного воску, є частота обертання барабана центрифуги та тривалість процесу, тоді як температура пари має допоміжний характер і повинна обмежуватися з позицій енергоефективності. На основі аналізу локальних чутливостей і поверхонь відгуку визначено раціональні режими центрифугування, які забезпечують підвищення виходу воску до 90 % при зниженні питомих енерговитрат приблизно на 20 % порівняно з традиційними методами. Отримані результати можуть бути використані при проєктуванні та оптимізації промислових агрегатів для витоплення бджолиного воску.
Механічна модель процесу відокремлення гранул перги у роторному екстракторі
У роботі представлено механічну модель ударної взаємодії між молотком ротора та восковими комірками стільників у процесі відокремлення гранул перги. Розроблено аналітичну залежність для визначення максимальної сили удару Pmax через імпульс сили, масу молотка, швидкість обертання ротора та тривалість контакту. Запропоновано критерій селективного руйнування воску при збереженні цілісності гранул перги, який базується на співвідношенні границь міцності матеріалів. Визначено оптимальний діапазон кутової швидкості ротора (ω=30–45 с−1) та геометричні параметри молотків (радіус заокруглення 2–3 мм), що забезпечують ефективне вилучення перги без її пошкодження. Проведено аналіз обмежень моделі: відсутність тертя, локальний характер деформації, одночасність контактів, необхідність уточнення параметрів k та pk при зміні вологості чи температури. Отримані результати можуть бути використані для оптимізації конструкцій роторних екстракторів і підвищення ефективності технологій механічного вилучення перги.
Аналіз методів нанесення керамічних покриттів різними способами для підвищення експлуатаційної стійкості та зносостійкості деталей
В статті обговорюються експериментальні дослідження нанесення керамічних покриттів різними методами і способами на компонент робочих органів сільськогосподарської техніки, двигунів автомобільної та автотракторної техніки. Крім того, було ретельно розглянуто кілька матеріалів керамічних покриттів та процесів їх нанесення, досліджено використання методів оптимізації керамічного покриття, а також дисперсійного аналізу.
Ймовірнісна оцінка напружено‑деформованого стану вала барабана зерноочисного сепаратора за умов втомного руйнування
Стаття присвячена розрахунково‑експериментальному аналізу валу решітчастого барабана комбінованого зерноочисного сепаратора з урахуванням статичних і циклічних навантажень та стохастичної природи втомного руйнування зварних з’єднань. Об’єктом дослідження є вал барабана, навантажений рівномірно розподіленими й зосередженими згинаючими зусиллями від власної ваги, маси барабана і зернового вороху, а також крутним моментом приводу. Оцінювання напружено‑деформованого стану скінчено‑елементної моделі, побудованої в Autodesk Inventor, підтвердило достатній запас статичної міцності для різних варіантів конструкції. Водночас виявлено локальні зони концентрації напружень у місцях зварних швів, де коефіцієнт запасу міцності може опускатися нижче одиниці, що є критичним при дії змінних навантажень. Розрахунки втомної довговічності виконано за допустимими напруженнями з використанням медіанних кривих втоми з ймовірнісною оцінкою, що враховує розподіл амплітуд напружень та рівень залишкових напружень, які виникли в процесі зварювання. Показано, що високі залишкові напруження суттєво знижують ресурс, тоді як оптимізація технології зварювання з метою гарантованого забезпечення повного провару та післязварювальної термообробки сприяє значному підвищенню довговічності. Запропоновано комплекс таких конструктивно‑технологічних заходів, як уточнення геометрії валу, застосування підсилюючих елементів у зонах зародження тріщин, попередній підігрів та контроль якості зварювання для зниження залишкових напружень. Результати мають практичну цінність для проєктування, модернізації та забезпечення експлуатаційної надійності сепараторів у зернопереробних лініях.
Оцінка циклічної тріщиностійкості високовуглецевих сталей з різним типом цементитної сітки
У статті досліджено вплив структурних складових заевтектоїдних графітизованих сталей на експлуатаційні характеристики формуючих інструментів з гвинтовими калібрами. Показано, що складні умови контактної взаємодії, інтенсивне тепловиділення та нерівномірний розподіл напружень зумовлюють прискорене зношування і контактну втому робочих поверхонь валків, що висуває підвищені вимоги до матеріалу та режимів його термічної обробки. Експериментально досліджено заевтектоїдні сталі з різною морфологією карбідної фази та графітових включень за умов одно- та багатоступеневої нормалізації з різних температур і швидкостей охолодження. Встановлено закономірності впливу температури аустенітизації та режимів охолодження на подрібнення карбідів, сфероїдизацію перліту й формування структурно вільного цементиту. Показано, що багатоступенева нормалізація з прискореним охолодженням забезпечує підвищення термічної витривалості та циклічної тріщиностійкості сталей. Отримано рівняння регресії, які пов’язують статичну тріщиностійкість і термічну витривалість зі розмірами та відстанню між карбідними включеннями. На цій основі розроблено бальну шкалу оцінювання впливу карбідної фази на працездатність валків кулькопрокатних станів. Встановлено, що найкращі експлуатаційні властивості мають сталі зі сфероїдизованим перлітом, компактними або кулястими включеннями графіту та дрібнодисперсними відокремленими карбідами.
Аналітичне прогнозування довговічності хромонікелевих формуючих інструментів із використанням статистичних та регресійних моделей
У статті розглянуто проблему забезпечення надійності та прогнозування ресурсу двошарових хромонікелевих прокатних валків виконання ЛПХНд-63, які зазнають інтенсивного механічного, термічного та контактно-втомного зношування в умовах сучасних режимів прокатки. Непередбачувані відмови формуючих інструментів зумовлюють значні економічні втрати, що актуалізує необхідність розроблення методик достовірної оцінки їхнього фактичного стану та прогнозування наробітку. У роботі проведено аналіз сучасних підходів до підвищення експлуатаційної стійкості валків, який свідчить про домінування напрямів, пов’язаних з удосконаленням матеріалів, хімічного складу та технологій термообробки. Разом із тим, питання прогнозування ресурсу з урахуванням умов та схем експлуатації залишається недостатньо опрацьованим. На основі статистичних даних досліджено формуючі інструменти, що експлуатувалися у різних комбінаціях чистових та чернових клітей. Проведено оцінку однорідності добірок та взаємозв’язків між технологічними та експлуатаційними параметрами. Встановлено суттєву різницю у варіації показників залежно від схеми застосування формуючих інструментів.. З використанням методів множинної лінійної регресії побудовано модель прогнозування загального наробітку, яка відображає вплив твердості валка, кількості установок у чистовій та черновій клітях. Отримане рівняння дозволяє кількісно оцінювати зміну ресурсу за ключовими параметрами та може бути застосоване для оптимізації технологічних схем використання валків ЛПХНд-63.
Визначення оптимальних матеріалів для відновлення інструментальних штампів, що піддаються абразивному зносу через аналіз зносостійкості металу, наплавленого стандартними електродними матеріалами українських виробників
Проведено аналіз типової конструкції, схеми роботи, умов зношування штампів для виготовлення деталей з неметалевих матеріалів з абразивним покриттям. Показано, що крім досить високої зносостійкості кромок штампів, їхня робоча поверхня повинна чинити опір шаржуванню абразивною масою, а рівень пластичності і в'язкості металу кромок повинен виключати сколювання їх фрагментів у процесі експлуатації. Структура металу, наплавленого попередньо обраними електродними матеріалами, змінювалася від феритної до заевтектичної з великою кількістю зміцнювальних фаз, мікротвердість яких досягає 20 ГПа. Випробування на опір абразивному зношуванню показали, що зносостійкість в межах дослідженого ряду матеріалів відрізняється до 5 разів.
Моделювання процесу трелювання деревини під наметом лісового насадження
У дослідженні розглядається питання трелювання деревини із застосуванням малогабаритних механізованих трелювальних засобів на ділянках лісового насадження, створеного штучним шляхом за відомою схемою розміщення дерев в ньому. За основу взято умови рівномірно поступових рубок або аналогічних до них, коли трелювання деревини необхідно виконувати між деревами, які залишаються на площі. Метою дослідження є створення моделі штучного лісового насадження та математичної моделі кінематики трелювальної системи в ньому і розроблення на їх основі симуляційної комп’ютерної моделі переміщення трелювальної системи в насадженні. Основою реалізації мети дослідження є математичне моделювання, що ґрунтується на основних законах теоретичної механіки та фізики. При цьому враховано та відображено технічні можливості малогабаритного трелювального засобу, фізичні властивості предмету праці та спосіб його закріплення на трелювальному засобі. Враховано основні ознаки середовища роботи трелювальної системи, що впливатимуть на її кінематику та габаритні розміри. Результатом виконаного дослідження є модель штучного лісового насадження, математична модель кінематики малогабаритної трелювальної системи з описом часткових випадків її чисельна реалізація та комп’ютерна модель симуляції переміщення трелювальної системи в насадженні.
малогабаритний механізований трелювальний засіб
Обґрунтування ефективності управління безпілотними літальними апаратами для потреб сільськогосподарського виробництва на основі застосування нейромережевого підходу
Важливим вектором розвитку сільськогосподарського виробництва є використання штучного інтелекту та автоматизованих систем керування в різних галузях агробізнесу. Головними складовими застосування автоматизованих систем управління є ефективність, спрощення та безпечність людської праці у сільськогосподарському виробництві на різних роботах. Застосування нейромережевого підходу у системі керування різними автоматизованими системами та механізмами дає можливість підвищити ефективність робочого процесу. Метою роботи є підвищення точності траєкторії польоту дрона шляхом розроблення моделі прогнозування траєкторії на основі нейромережевого підходу. За використання набору відеоматеріалів для навчання нейронної мережі було розроблено модель для прогнозування траєкторії польоту БПЛА. За допомогою інструменту 3D-моделювання Blender було створено набір даних, що відображає різні умови навколишнього середовища. Архітектура нейронної мережі включає блоки довготривалої короткочасної пам'яті (LSTM), які здатні обробляти послідовні дані. Це робить їх ідеальними для прогнозування динамічної траєкторії руху БПЛА. Отримані результати свідчать, що нейронна мережа показалує кращу продуктивність у реальних сценаріях порівняно з традиційними методами прогнозування траєкторії. Інтеграція LSTM дозволила ефективно навчатися та узагальнювати часові дані, фіксуючи складні рухи і взаємодію з навколишнім середовищем. Це дослідження не тільки демонструє можливість використання нейромережевого навчання для прогнозування траєкторії БПЛА, але й управління діями худоби, автоматизованого збирання і сортування врожаю, управління рослинами і ґрунтом тощо. Крім того, прогнозування траєкторії в реальному часі може значно підвищити ефективність і швидкість прийняття рішень. Наукова новизна отриманих результатів полягає в розробці та навчанні моделей на базі нейромережевого підходу спеціально призначених для прогнозування траєкторії польоту дронів. Це дослідження демонструє ефективність запропонованого підходу і його здатність підвищувати точність прогнозування траєкторії БПЛА.