Печать

PDF Скачать статью в pdf.

DOI: 10.15507/2658-4123.036.202601.010-040

EDN: https://elibrary.ru/ipexzh

УДК 631.517

 

Моделирование процесса вертикальной обработки почвы турбодисковым культиватором для территорий Крыма

 

Припоров Игорь Евгеньевич
доктор технических наук, доцент, профессор кафедры тракторов, автомобилей и технической механики Кубанского государственного аграрного университета имени И. Т. Трубилина (350044, Российская Федерация, г. Краснодар, ул. им. Калинина, д. 13), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8201-2819, Scopus ID: 57214999941, Researcher ID: N-4901-2016, SPIN-код: 4330-0224, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Курасов Владимир Станиславович
доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой тракторов, автомобилей и технической механики Кубанского государственного аграрного университета имени И. Т. Трубилина (350044, Российская Федерация, г. Краснодар, ул. им. Калинина, д. 13), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1733-9436, SPIN-код: 7925-1853, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Бацунов Владимир Игоревич
аспирант кафедры тракторов, автомобилей и технической механики Кубанского государственного аграрного университета имени И. Т. Трубилина (350044, Российская Федерация, г. Краснодар, ул. им. Калинина, д. 13), ORCID: https://orcid.org/0009-0001-2865-3674, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Аннотация
Введение. Перспективным способом обработки пахотного слоя является вертикальная обработка почвы сельскохозяйственной техникой с дисковыми рабочими органами. Применение таких агромашин направлено на измельчение и частичную заделку растительных остатков в почву с минимальным ее повреждением, что приводит к повышению урожайности. Однако исследований по моделированию процесса вертикальной обработки почвы турбодисковым культиватором проведено недостаточно.
Цель исследования. Провести моделирование процесса вертикальной обработки почвы разработанным турбодисковым культиватором для повышения его производительности.
Материалы и методы. В качестве объекта исследования представлена конструкция модернизированного турбодискового культиватора (патент РФ № 2825223). Метод исследований основан на положениях теоретической механики и математики. Достоверность полученных зависимостей производительности от количества волн на волнистом диске при скорости 18 км/ч и длине игл 0,2565 и 0,3195 м проверяли по критерию Кохрена.
Результаты исследования. Приведена блок-схема алгоритмов вертикальной обработки почвы разработанным турбодисковым культиватором и оптимизации его производительности. Получены проекции скорости точки.
Обсуждение и заключение. При скорости движения машинно-тракторного агрегата 15 км/ч, длине иглы 0,2565 м и изменении диаметра волнистого диска от 0,343 до 0,559 м производительность повышается с 3,72 до 4,37 га/ч при количестве лопаток – 4 шт. на игольчатом диске; при 6 лопатках – 5,46–6,41 га/ч и 8 лопатках – 7,20–8,45 га/ч. Обоснование рациональной производительности турбодискового культиватора для вертикальной обработки почвы, усовершенствованная его конструкция по патенту РФ № 2825223, а также блок-схема алгоритма, позволяющая выбрать оптимальную производительность турбодискового культиватора при различных режимных показателях и конструктивных параметрах игольчатого и волнистого дисков, является практически значимой для исследований в сфере сельского хозяйства. Перспективы исследования – разработка и поиск новых технических решений для модернизации конструкций рабочих органов турбодискового культиватора для снижения энергоемкости и повышения его производительности.

Ключевые слова: скорость машинно-тракторного агрегата, турбодисковый культиватор, растительные остатки, волнистый диск, игольчатый диск, блок-схема алгоритма, критерий Кохрена

Финансирование: работа выполнена в рамках госбюджетной тематики Кубанского ГАУ (№ 121032300060-2), 2026–2030 гг.

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Припоров И.Е., Курасов В.С., Бацунов В.И. Моделирование процесса вертикальной обработки почвы турбодисковым культиватором для территорий Крыма. Инженерные технологии и системы. 2026;36(1):10–40. https://doi.org/10.15507/2658-4123.036.202601.010-040

Вклад авторов:
И. Е. Припоров – формулирование идеи исследования, целей и задач; создание и подготовка рукописи: критический анализ черновика рукописи, внесение замечаний и исправлений, в том числе на этапах до и после публикации.
В. С. Курасов – осуществление научно-исследовательского процесса, включая выполнение сбора данных; создание и подготовка рукописи: визуализация результатов исследования.
В. И. Бацунов – осуществление научно-исследовательского процесса, включая сбор данных; создание и подготовка рукописи: визуализация результатов исследования и полученных данных.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила в редакцию 22.04.2025;
поступила после рецензирования 20.10.2025;
принята к публикации 14.11.2025

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Припоров И.Е., Курасов В.С., Бацунов В.И. Анализ технических характеристик турбодисковых культиваторов для вертикальной обработки почвы. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2025;(2):100–105. URL: https://orensau.ru/ru/nauka/izvestiya-orenburgskogo-gau (дата обращения: 14.04.2025).
  2. Редреев Г.В., Щетинина С.Н. К вопросу об исследовании технических характеристик почвообрабатывающих агрегатов. Вестник Омского ГАУ. 2012;(1):71–74. https://elibrary.ru/synqhb
  3. Припоров И.Е., Курасов В.С., Бацунов В.И. Кинематика игольчатого диска с лопатками в турбодисковом культиваторе при измельчении растительных остатков. Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2024;(3):215–222. URL: https://vestnik.ulsau.ru/1123 (дата обращения: 19.04.2025).
  4. Борисенко И.Б., Скрипкин Д.В., Мезникова М.В., Тимошенко В.В., Элбакян А.Ж. Катковый измельчитель пожнивных остатков высокостебельных сельхозяйственных культур. Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2022;(2):329–339. URL: https://www.volgau.com/izvestiya (дата обращения: 22.04.2025).
  5. Козлов Н.С. Обзор и анализ конструкций рабочих органов почвообрабатывающих агрегатов для измельчения растительных остатков. Вестник Белорусской ГСХА. 2017;(1):123–125. URL: https://baa.by/vestnik/ (дата обращения: 24.04.2025).
  6. Zeng Z., Chen Y. Performance Evaluation of Futed Coulters and Rippled Discs for Vertical Tillage. Soil and Tillage Research. 2018;(183):93–99. https://doi.org/10.1016/j.still.2018.06.003
  7. Соболевский И.В. Бионическое обоснование конструкции почвообрабатывающих рабочих органов дисковой бороны. Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. 2019;(19):73–84. https://www.elibrary.ru/aizmod
  8. Chirende B., Li J., Wen LG., Simalenga T. Effects of Bionic Non-Smooth Surface on Reducing Soil Resistance to Disc Ploughing. Science China Technological Sciences. 2010;(53):2960–2965. https://doi.org/10.1007/s11431-010-4128-8
  9. Zhilyakov A.L., Kozlov V.G., Skuryatin N.F., Bulygin N.N., Brovchenko A.D., Shwarz A.A. Mathematical Prerequisites for Improving the Method of Sowing Crops on Sloping Lands. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Zernograd: IOP Publishing Ltd; 2021. Article no. 012075. https://doi.org/10.1088/1755-1315/659/1/012075
  10. Gao Y., Shen X., Li X., Meng Z., Sun J., Duan A. Effects of pre-Sowing Irrigation on Crop Water Consumption, Grain Yield and Water Productivity of Winter Wheat in the North China Plain. Irrigation and Drainage. 2015;64(4):566–574. https://doi.org/10.1002/ird.1927
  11. Абдусаламова Р.Р., Баламирзоева З.М. Методы защиты почвы от водной и ветровой эрозии. Вестник Социально-педагогического института. 2021;(4):30–40. URL: https://spi-vuz.ru/vestnik-spi.html (дата обращения: 24.04.2025).
  12. Polushkin O.A., Ignatenko V.I., Ignatenko I.V., Vyalikov I.L., Bogdanovich V.P. Dynamic Models of Cultivator Spring Tine Performance. In: MATEC Web of Conferences. Rostov-on-Don:
  13. EDP Sciences; 2018. Article no. 01016. https://www.elibrary.ru/jycdhw
  14. Bulgakov V., Kaletnik H., Goncharuk T. Research of the Movement of Agricultural Aggregates Using the Methods of the Movement Stability Theory. Agronomy Research. 2019;17(5):1846–1860. https://doi.org/10.15159/AR.19.189
  15. Dahab M.H., Kheiry A.N.O., Numan M.H. Developed and Field Performance Evaluation of a Combined Cultivator. Journal of Agronomy Research. 2021;4(2):12–19. https://doi.org/10.14302/issn.2639-3166.jar-21-3872
  16. Ju., Rantung R., Kalesaran L. Kajian Penggunaan Cultivator Tipe Motoyama MTE 70NL Untuk Pengolahan Tanah Di Lahan Kelompok Tani Syalom DESA Pinasungkulan Kecamatan Modoinding. COCOS. 2023;15(2). https://doi.org/10.35791/cocos.v15i2.47195
  17. Kumar A.A., Anil Kumar C., Chakrapani V., Rajesh D., Seshagiri Rao N. Development and Evaluation of Multifunctional Tillage Implement. Current Journal of Applied Science and Technology. 2022;41(30):46–56. https://doi.org/10.9734/cjast/2022/v41i3031807
  18. Veselovska N.R., Shargorodskyi S.A., Burlaka S.A. Mathematical Modeling of the Interaction of the Arrow Leg of the Cultivator with the Soil. Vibrations in Engineering and Technology. 2023;(1):57–62. https://doi.org/10.37128/2306-8744-2023-1-6
  19. Wang M., Fu Z., Zheng Zh., Huang Y., Wei W. Effect of Performance of Soil Cultivator with Different Surface Textures of Shovel Wing. Agriculture. 2021;(11):1039. https://doi.org/10.3390/agriculture11111039
  20. Baek S.-Yu., Kim W.-S., Baek S.-M., Jeon H.-H., Lee J.-H., Lee D.-H. и др. Performance Simulation of an Electric Multipurpose Cultivator According to Rotary Tillage. Korean Journal of Agricultural Science. 2021;48(4):1027–1037. https://doi.org/10.7744/kjoas.20210087
  21. Сыромятников Ю.Н. Исследование процесса работы экспериментального культиватора для сплошной обработки почвы. Аэкономика: экономика и сельское хозяйство. 2018;(4):4. https://elibrary.ru/rraibt
  22. Lee S.-H., Kim T.-H., Shin So.-Y., Jang S.-H., Choi S.-R. Vibration Characteristics and Performance Analysis of Knapsack Type Weeding Cultivator According to Shape and Width of Blade. Journal of Agriculture & Life Science. 2021;55(6):83–90. https://doi.org/10.14397/jals.2021.55.6.83
  23. Валиев А.Р. Исследование качественных показателей работы культиватора с парнодисковыми рабочими органами. Техника и оборудование для села. 2017;(4):24–29. https://elibrary.ru/yqgaud
  24. Валиев А.Р. Исследование процесса движения почвы по рабочей поверхности дискового культиватора. Вестник Казанского ГАУ. 2017;12(3):54–60. https://doi.org/10.12737/article_5a1d9587a0d852.23012684
  25. Behera A., Raheman H., Thomas E.V. Comparative Study on Tillage Performance of Rota-Cultivator (a Passive – Active Combination Tillage Implement) with Rotavator (an Active Tillage Implement). Soil & Tillage Research. 2021;207. Article no. 104861. https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104861
  26. Hosseini H., Farzad A., Majeed F. Multi-Objective Optimal Design and Development of a Four-Bar Mechanism for Weed Control. Machines. 2022;10(3):198. https://doi.org/10.3390/machines10030198
  27. Припоров И.Е., Курасов В.С., Бацунов В.И. Разрушение стерни подсолнечника лопатками игольчатого диска инновационного турбодискового культиватора. Инженерные технологии и системы. 2025;35(4):750–769. https://doi.org/10.15507/2658-4123.035.202504.750-769
  28. Кузыченко Ю.А. Технологический показатель работы культиваторов в зоне Предкавказья. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2024;(2):94–97. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2024-106-2-94-97

 

Лицензия Creative Commons
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Подробности
Просмотров: 21