agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2025.26.4.929-936agronauka-2162Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: МЕХАНИЗАЦИЯ, ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ, АВТОМАТИЗАЦИЯОRIGINAL SCIENTIFIC ARTICLES: MECHANIZATION, ELECTRIFICATION, AUTOMATIONОбоснование параметров конструкции и режимов работы устройства для обмолота семян зернобобовых культурJustification of design parameters and operating modes of a device for threshing seeds of grain legumeshttps://orcid.org/0000-0002-1665-3730ГоджаевЗ. А.GodzhaevZ. A.

Годжаев Захид Адыгезалович, доктор техн. наук, профессор, член-корреспондент РАН,

1-й Институтский проезд, дом 5, г. Москва, 109428

Zakhid A. Godzhaev, DSc in Engineering, professor, corresponding member of RAS,

1st Institutskiy proezd, 5, Moscow, 109428

vim@vim.ruhttps://orcid.org/0009-0001-2492-3307КолесниковА. В.KolesnikovA. V.

Колесников Алексей Владимирович, старший преподаватель,

д. 1, тер. ЛНАУ, р-н Артёмовский, г. о. Луганский, г. Луганск, Луганская Народная Республика, 291008,

xaxvxkx@gmail.com

Aleksey V. Kolesnikov, senior lecturer,

ter. LNAU, Building 1, Lugansk, LPR, 291008

rector@lnau.suФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»РоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian FederationФГБОУ ВО «Луганский государственный аграрный университет имени К. Е. Ворошилова»РоссияLuhansk Voroshilov State Agricultural UniversityRussian Federation202506092025264929936Copyright © Годжаев З.А., Колесников А.В., 20252025Годжаев З.А., Колесников А.В.Godzhaev Z.A., Kolesnikov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.agronauka-sv.ru/jour/article/view/2162

В современном сельском хозяйстве оптимизация обмолота семян зернобобовых культур становится все более актуальной темой. Вопрос заключается в том, как улучшить процесс обмолота, чтобы повысить урожайность и улучшить качество семян. Зернобобовые культуры, такие как горох и соя, играют важную роль, так как они не только обеспечивают продовольственную безопасность, но и улучшают структуру почвы благодаря своей способности накапливать азот. Оптимизация обмолота подразумевает под собой использование современных технологий и методов, которые позволяют максимально эффективно извлекать семена из бобов. Это включает в себя выбор сроков обмолота, использование специализированной техники и соблюдение технологий, которые минимизируют потери семян. В данной работе приводится обоснование параметров конструкции молотильно-сепарирующего устройства дифференцированного обмолота зернобобовых культур, а также определены некоторые рациональные режимы работы аксиального ротора при выделении семян гороха и сои, удовлетворяющие агротехническим требованиям. По результатам проведения теоретических и экспериментальных исследований с использованием принципа обращенного движения, определены рациональные соотношения частот вращения ротора и его планетарных вальцов молотильно-сепарирующего устройства, соответствующих оптимальной скорости обмолота семян с наименьшими повреждениями, для гороха в интервале 13,1…20,0 м/с, для сои – 13,5…21,5 м/с. Применение предлагаемого устройства позволяет осуществлять дифференцированный обмолот и сепарацию семян зернобобовых культур (гороха и сои), обеспечив снижение дробления до 0,68 % при обмолоте гороха и 1,29 % – сои, при одновременном снижении травмирования семян соответственно, то есть обмолот семян, обладающих повышенными посевными и урожайными качествами. Улучшение качественных показателей выделяемых семян при обмолоте также сопровождается снижением удельной энергоемкости технологического процесса, равной соответственно 4,86 и 6,09 кДж/кг для гороха и сои.

In modern agriculture, optimization of threshing of leguminous crop seeds is becoming an increasingly important topic. The question is how to improve the threshing process to increase yields and improve seed quality. Legumes such as peas and soybeans play an important role, as they not only provide food security, but also improve soil structure due to their ability to accumulate nitrogen. Optimization of threshing implies the use of modern technologies and methods that allow for the most efficient extraction of seeds from beans. This includes the selection of threshing times, the use of specialized equipment and compliance with technologies that minimize seed losses. This paper provides a rationale for the design parameters of a threshing and separating device for differentiated threshing of leguminous crops and also defines some rational operating modes of the axial rotor when separating pea and soybean seeds that meet agrotechnical requirements. Based on the results of theoretical and experimental studies using the principle of reverse motion, rational ratios of the rotation frequencies of the rotor and its planetary rollers of the threshing and separating device have been determined, which corresponds to the optimal speed of threshing seeds with the least damage, in the range of 13.1...20.0 m/s for peas, 13.5...21.5 m/s for soybeans. The use of the proposed device allows for differentiated threshing and separation of leguminous crop seeds (peas and soybeans), ensuring a reduction in crushing to 0.68 % when threshing peas and 1.29% when threshing soybeans, with a simultaneous reduction in seed damage, respectively, that is, threshing seeds with increased sowing and yield qualities. The improvement of the quality indicators of the seeds released during threshing is also accompanied by a decrease in the specific energy intensity of the technological process, equal to 4.86 and 6.09 kJ/kg for peas and soybeans, respectively.

зернобобовыемолотильный барабанподбарабаньескоростьвалецдифференцированный обмолотgrain legumesthreshing drumconcavespeedrollerdifferentiated threshingРабота выполнена при поддержке ФГБОУ ВО «Луганский государственный аграрный университет имени К. Е. Ворошилова» (№ 082-00137-24-02 от "19" апреля 2024 г.).The research was carried out under the support of the Luhansk Voroshilov State Agricultural University (No. 082-00137-24-02 dated April 19, 2024).ReferencesЗотиков В. И., Полухин А. А., Грядунова Д. Н. Развитие инновационных технологий в растениеводстве на основе селекционных достижений. Зернобобовые и крупяные культуры. 2023;(2(46)):5–9. DOI: https://doi.org/10.24412/2309-348X-2023-2-5-9 EDN: GGAMMBZotikov V. I., Polukhin A. A., Gryadunova D. N. Development of innovative technologies in crop production based on breeding achievements. Zernobobovye i krupyanye kul'tury = Legumes and Groat Crops. 2023;(2(46)):5–9. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.24412/2309-348X-2023-2-5-9Ушаков Д. А., Маслов Г. Г. Перспективная система механизации возделывания полевых культур. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2020;(158):54–67. DOI: https://doi.org/10.21515/1990-4665-158-005 EDN RWZIWZUshakov D.A., Maslov G.G. Perspective system for mechanization of field crops cultivation. Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Polythematic online scientific journal of Kuban State Agrarian University. 2020;(158):54–67. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.21515/1990-4665-158-005Maslov G. G., Yudina E. M., Ushakov D. A., Samurganov G. E. Design and technological aspects of spiked cereal combine stripping. E3s web of conferences. Krasnodar, Russia: EDP Sciences, 2021. Vol. 285. P. 07001. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202128507001Maslov G. G., Yudina E. M., Ushakov D. A., Samurganov G. E. Design and technological aspects of spiked cereal combine stripping. E3s web of conferences. Krasnodar, Russia: EDP Sciences, 2021. Vol. 285. P. 07001. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202128507001Оробинский В. И., Ворохобин А. В., Корнев А. С., Головин А. Д., Бачурин И. Г., Пожидаев И. А. Влияние фракционного состава зернового вороха на уровень травмирования и посевные качества семян. Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2021;14(3):12–17. DOI: https://doi.org/10.53914/issn2071-2243_2021_3_12 EDN: YCNSXIOrobinskiy V. I., Vorokhobin A. V., Kornev A. S., Golovin A. D., Bachurin I. G., Pozhidaev I. A. Fraction composition of the grain heap and its influence on the level of grain damage and sowing qualities of seeds. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Voronezh state agrarian university. 2021;14(3):12–17. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.53914/issn2071-2243_2021_3_12Присяжная И. М., Присяжная С. П. Разработка технологии уборки сои комбайном двухфазного обмолота для получения семян в условиях Амурской области. Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2023;(6):107–112. DOI: https://doi.org/10.31857/2500-2082/2023/6/107-112 EDN: WRIURWPrisyazhnaya I. M., Prisyazhnaya S. P. Development of technology for harvesting soybeans using a two-phase threshing combine to obtain seeds in the conditions of the Amur region. Vestnik rossiyskoy sel'skokhozyaystvennoy nauki = Vestnik of the Russian agricultural science. 2023;(6):107–112. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.31857/2500-2082/2023/6/107-112Присяжная И. М., Присяжная С. П. Исследование процесса обмолота, сепарации и механического повреждения зерна сои по длине молотилки комбайна двухфазного обмолота. Агронаука. 2023;1(4):78–88. DOI: https://doi.org/10.24412/2949-2211-1-4-78-88 EDN: KZJYKWPrisyazhnaya I. M., Prisyazhnaya S. P. Research of the process of threshing, separation and mechanical damage of soybean grain along the length of the thresher of a two-phase threshing combine. Agronauka. 2023;1(4):78–88. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.24412/2949-2211-1-4-78-88Ермак В. П., Колесников А. В. Классификация способов обмолота и анализ конструкций молотилок зернобобовых культур. Научный вестник Луганского национального аграрного университета. Серия: Технические науки. 2012;(41):83–90.Ermak V. P., Kolesnikov A. V. Classification of threshing methods and analysis of designs of threshing machines for leguminous crops. Nauchnyy vestnik Luganskogo natsional'nogo agrarnogo universiteta. Seriya: Tekhnicheskie nauki = Scientific Bulletin of the State Educational Institution of the LPR “Luhansk National Agrarian University. Technical Sciences. 2012;(41):83–90. (In Russ.).Пляка В. И., Алдошин Н. В., Панов А. И., Сергеева Н. А. Совершенствование аксиально-роторных молотильно-сепарирующих устройств. Агроинженерия. 2022;24(4):16–21. DOI: https://doi.org/10.26897/2687-1149-2022-4-16-21 EDN: FZBOMLPlyaka V. I., Aldoshin N. V., Panov A. I., Sergeeva N. A. Improving axial-flow threshing-and-separating units. Agroinzheneriya = Agricultural Engineering (Moscow). 2022;24(4):16–21. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.26897/2687-1149-2022-4-16-21Гиевский А. М., Чернышов А. В., Маслов Д. Л., Мильгунов В. Ю. Обоснование режима работы молотильно-сепарирующего устройства комбайна при уборке сои. Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2019;12(1(60)):50–56. DOI: https://doi.org/10.17238/issn2071-2243.2019.1.50 EDN: HUNLJCGievskiy A. M., Chernyshov A. V., Maslov D. L., Milgunov V. Yu. Provision of a rationale for the mode of operation of the threshing and separating device of the combine at soybean harvesting. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Voronezh state agrarian university. 2019;12(1(60)):50–56. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.17238/issn2071-2243.2019.1.50Гиевский А. М., Оробинский В. И., Чернышов А. В., Баскаков И. В., Дружинин Р. А. Обоснование выбора типа комбайна для уборки посевов сои на кормовые и семенные цели. Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2022;15(1(72)):12–22. DOI: https://doi.org/10.53914/issn2071-2243_2022_1_12 EDN: HXVAOHGievskiy A. M., Orobinskiy V. I., Chernyshov A. V., Baskakov I. V., Druzhinin R. A. Rationale for choosing combine harvester type for harvesting soybean crops for feed and seed purposes. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Voronezh state agrarian university. 2022;15(1(72)):12–22. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.53914/issn2071-2243_2022_1_12Чаплыгин М. Е., Жалнин Э. В. Комплексная оценка эффективности работы современных зерноуборочных комбайнов в условиях южного региона России. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2024;18(2):47–54. DOI: https://doi.org/10.22314/2073-7599-2024-18-2-47-54 EDN: SOKFZOChaplygin M. E., Zhalnin E. V. Comprehensive evaluation of modern combine harvester performance in Southern Russia. Sel'skokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii = Agricultural Machinery and Technologies. 2024;18(2):47–54 (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.22314/2073-7599-2024-18-2-47-54Жалнин Э. В., Чаплыгин М. Е. Совершенствование конструкции зерноуборочных комбайнов путем гармонизации их базовых технических параметров. Инженерные технологии и системы. 2023;33(3):403–416. DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.033.202303.403-416 EDN: HQCPHMZhalnin E. V., Chaplygin M. E. Improving the design of combine harvesters by harmonizing their basic technical parameters. Inzhenernye tekhnologii i sistemy = Engineering Technologies and Systems. 2023;33(3):403–416. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.033.202303.403-416Мацепуро М. Е. Творческое применение академика В. П. Горячкина в научных исследованиях по механизации сельского хозяйства. Минск: Издательство Академии наук БССР, 1956. 208 с.Matsepuro M. E. The creative application of academician V. P. Goryachkin in scientific research on agricultural mechanization. Minsk: Izdatel'stvo Akademii nauk BSSR, 1956. 208 p.Чеботарев М. И., Колесников В. А., Колесников А. В. Молотильный барабан: пат. № 2774848 Российская Федерация. № 2021117594: заявл. 15.06.21; опубл. 23.06.2022. Бюл. № 18. 6 с. Режим доступа: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servletChebotarev M. I., Kolesnikov V. A., Kolesnikov A. V. Threshing drum: Patent RF, no. 2774848, 2022. URL: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servletКолесников В. А., Колесников А. В. Молотильно-сепарирующее устройство для обмолота зернобобовых культур. Промышленность и сельское хозяйство. 2024;(13(78)):29–32.Kolesnikov V. A., Kolesnikov A. V. Threshing and separating device for threshing leguminous crops. Promyshlennost' i sel'skoe khozyaystvo = Industry and Agriculture. 2024;(13(78)):29–32. (In Russ.).Ермак В. П., Колесников В. А., Колесников А. В. Обоснование оптимальных параметров молотильно-сепарирующего устройства дифференцированного обмолота зернобобовых культур. Вестник Донского государственного аграрного университета. 2016;(1-1):51–60. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=25940950 EDN: VVRHWLErmak V. P., Kolesnikov V. A., Kolesnikov A. V. Substantination of optimum parameters of the threshing-separating device for differentiated threshing legumes. Vestnik Donskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Don State Agrarian University. 2016;(1-1):51–60. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25940950

The authors declare that there are no conflicts of interest present.