01. Методологическая основа для создания почвообрабатывающих фрез / А. В. Безруков

Печать

УДК 631.316.44

DOI: 10.15507/2658-4123.032.202204.490-503

Методологическая основа для создания почвообрабатывающих фрез

Безруков Анатолий Владимирович
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/0000-0002-8511-2743, Researcher ID: N-5459-2016, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Наумкин Николай Иванович
и.о. заведующего кафедрой основ конструирования механизмов и машин Национального исследовательского Мордовского государственного университета (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), доктор педагогических наук, кандидат технических наук, доцент, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1109-5370, ResearcherID: L-4643-2018, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Купряшкин Владимир Федорович
заведующий кафедрой 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/0000-0002-7512-509X, ResearcherID: L-5153-2018, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Купряшкин Владимир Владимирович
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/0000-0001-5327-4089, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Аннотация
Введение. Рассматривается проблема повышения эффективности функционирования самоходных малогабаритных почвообрабатывающих фрез за счет адаптации к изменяющимся условиям внешней среды, в частности, к изменяющимся физико-механическим свойствам почвы. Цель исследования – разработка методологии проектирования самоходных малогабаритных почвообрабатывающих фрез.
Материалы и методы. В исследовании применялись основные положения теории механизмов и машин и теории проектирования в машиностроении. Основное внимание уделено общенаучному принципу адаптации при создании самоходных малогабаритных почвообрабатывающих фрез. Авторы понимают этот принцип как способность автоматического обеспечения требуемого режима работы машины применительно к почвенным условиям.
Результаты исследования. Представленные в статье результаты позволили предложить методологический подход к созданию эффективных самоходных малогабаритных почвообрабатывающих фрез с возможностью их адаптации к изменяющимся внешним условиям. Результаты представлены в виде методики проектирования фрез и нового технического решения их адаптации к почвенным условиям. На основе патентов на изобретения и полезные модели, в которых реализован этот способ, был разработан опытный образец фрезы, автоматически охватывающей весь требуемый диапазон режимов работы.
Обсуждение и заключение. По сравнению с известными фрезами такое техническое решение конструкции почвообрабатывающей фрезы позволяет повысить качество обработки почвы. Это происходит благодаря тому, что значение кинематического показателя находится в нужном диапазоне, а агротехнические требования, предъявляемые к обработке почвы, соблюдаются.

Ключевые слова: адаптация, обработка почвы, режимы работы, автоматизация, почвообрабатывающие фрезы, методология проектирования

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Методологическая основа для создания почвообрабатывающих фрез / А. В. Безруков [и др.] // Инженерные технологии и системы. 2022. Т. 32, № 4. С. 490–503. doi: https://doi.org/10.15507/2658-4123.032.202204.490-503

Заявленный вклад соавторов:
А. В. Безруков – литературный и патентный анализ, проведение лабораторных исследований, обработка результатов эксперимента, подготовка начального варианта текста, визуализация.
Н. И. Наумкин – научное руководство, формулирование основной концепции исследования, формирование выводов, доработка текста.
В. Ф. Купряшкин – формулирование основной концепции исследования, формирование выводов, критический анализ.
В. В. Купряшкин – литературный и патентный анализ, обработка результатов теоретических исследований.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила 05.07.2022; одобрена после рецензирования 22.09.2022;
принята к публикации 29.09.2022

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Тарчоков Х. Ш., Бжинаев Ф. Х. Агротехника в борьбе с сорняками // Инновации и продовольственная безопасность. 2018. № 4. С. 46–50. doi: https://doi.org/10.31677/2311-0651-2018-0-4-46-50

2. Гуреев И. И. Экологическая безопасность комплексной механизации агротехнологий возделывания сельскохозяйственных культур // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33, № 5. С. 62–64. doi: https://doi.org/10.24411/0235-2451-2019-10515

3. Пархоменко Г. Г., Пархоменко С. Г. Экологически безопасная эксплуатация технических средств в условиях физической деградации почвы // Технический сервис машин. 2019. № 2. С. 40–46. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=38537510 (дата обращения: 21.06.2022).

4. Снижение потерь почвенной влаги на испарение / Ю. А. Савельев [и др.] // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2018. Т. 12, № 1. С. 42–47. doi: https://doi.org/10.22314/2073-7599-2018-12-1-42-47

5. Николаев В. А., Трошин Д. И. Анализ взаимодействия правого ножа агрегата непрерывного действия с грунтом // Вестник СибАДИ. 2020. Т. 17, № 4. С. 452–463. doi: https://doi.org/10.26518/2071-7296-2020-17-4-452-463

6. Старовойтов С. И., Ахалая Б. Х., Миронова А. В. Конструктивные особенности рабочих органов для уплотнения и выравнивания поверхности почвы // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2019. № 4. С. 51–56. URL: https://vestnik.viesh.ru/wp-content/uploads/2020/01/ВИЭСХ_4_2019.pdf (дата обращения: 27.06.2022).

7. Babitsky L. F., Sobolevsky I. V., Kuklin V. A. Bionic Modelling of the Working Bodies of Machines for Surface Tillage [Электронный ресурс] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Vol. 488. 2020. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/488/1/012041

8. Безруков А. В., Наумкин Н. И., Купряшкин В. Ф. Автоматизация режимов работы самоходной фрезы // Сельский механизатор. 2019. № 2. С. 6–7. URL: http://selmech.msk.ru/219.html# (дата обращения: 21.06.2022).

9. Князьков А. С., Наумкин Н. И., Купряшкин В. Ф. Повышение эффективности функционирования самоходных малогабаритных почвообрабатывающих фрез путем использования адаптивных энергоэффективных рабочих органов // Вестник Мордовского университета. 2014. № 1. С. 186–194. URL: http://vestnik.mrsu.ru/index.php/ru/articles/38-14-12/213-10-15507-vmu-025-201502-72 (дата обращения: 21.06.2022).

10. Обоснование параметров динамического стабилизатора устойчивости движения подвижного модуля экспериментального стенда при исследовании активных ротационных рабочих органов почвообрабатывающих машин / В. Ф. Купряшкин [и др.] // Вестник Мордовского университета. 2017. Т. 27, № 1. С. 52–66. doi: https://doi.org/10.15507/0236-2910.027.201701.052-066

11. Купряшкин В. Ф., Наумкин Н. И., Купряшкин В. В. Исследование устойчивости движения подвижного модуля экспериментальной установки при испытании активных ротационных рабочих органов почвообрабатывающих машин // Вестник Мордовского университета. 2016. Т. 26, № 2. С. 246–258. doi: https://doi.org/10.15507/0236-2910.026.201602.246-258

12. Study on the Reduction of Soil Adhesion and Tillage Force of Bionic Cutter Teeth in Secondary Soil Crushing / C. Guan [et al.] // Biosystems Engineering. 2022. Vol. 213. P. 133–147. doi: https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2021.11.018

13. Design and Test of Resistance-Reducing Excavation Device of Cyperus Edulis Based on Discrete Element Method / X. He [et al.] // Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery. 2021. Vol. 52, Issue 12. P. 124–133. doi: https://doi.org/10.6041/j.issn.1000-1298.2021.12.013

14. Design and Test of Precision Rotary-Ridging Machine for Sticky Soil / T. Zhang [et al.] // Agricultural Research in the Arid Areas. 2022. Vol. 40, Issue 2. P. 250–258. doi: https://doi.org/10.7606/j.issn.1000-7601.2022.02.30

15. Design and Experiments of Active Anti-Blocking Device with Forward-Reverse Rotation [Электронный ресурс] / H. Zhu [et al.] // Nongye Gongcheng Xuebao. 2022. Vol. 38, Issue 1. doi: https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2022.01.001

16. Design and Test of Lateral Stubble Cleaning Blade for Corn Stubble Field / S. Hou [et al.] // Nongye Gongcheng Xuebao. 2020. Vol. 36, Issue 2. P. 59–69. doi: https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2020.02.008

17. Simulation and Optimization of Working Parameters of Stubble Breaking Device in Two Ripening Area of Yumai in North China [Электронный ресурс] / X. Zhang [et al.] // 2021 ASABE Annual International Virtual Meeting. 2021. doi: https://doi.org/10.13031/aim.202101112

18. Design and Experiment of Passive Disc Cutting Blade in Corn Ridges / J. Wang [et al.] // Nongye Jixie Xuebao. 2021. Vol. 52, Issue 11. P. 59–67. doi: https://doi.org/10.6041/j.issn.1000-1298.2021.11.006

19. Design and Experiment of Driving Stubble Cutter for Corn Strip with Less Tillage Operation / J. Wang [et al.] // Nongye Jixie Xuebao. 2021. Vol. 52, Issue 8. P. 51–61. doi: https://doi.org/10.6041/j.issn.1000-1298.2021.08.005

20. Design and Experiment of Stubble Chopping and Scattering Device Based on 2bmfj-12 No-Tillage Precision Planter / S. Hou [et al.] // Applied Engineering in Agriculture. 2021. Vol. 37, Issue 6. P. 1031–1043. doi: https://doi.org/10.13031/aea.14738

21. Optimal Design and Experiment of Deep-buried Reverse Rotating Sliding Cutting Straw Returning Blade / J. Wang [et al.] // Nongye Jixie Xuebao. 2021. Vol. 52, Issue 11. P. 28–39. doi: https://doi.org/10.6041/j.issn.1000-1298.2021.11.003

22. Design of Biaxial Rotary Tillage Soil Test Bench and Layered Tillage Test / C. Guan [et al.] // Nongye Gongcheng Xuebao. 2021. Vol. 37, Issue 10. P. 28–37. doi: https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2021.10.004

23. Effects of Shallow Non-Inversion Tillage on Sandy Loam Soil Properties and Winter Rye Yield in Organic Farming [Электронный ресурс] / M. Hofbauer [et al.] // Soil and Tillage Research. 2022. Vol. 222. doi: https://doi.org/10.1016/j.still.2022.105435

24. Добринов А. В. Методологический подход к современному проектированию сельскохозяйственных машин // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2008. № 80. С. 177–186. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=22937775 (дата обращения: 21.02.2022).

25. Джабборов Н. И., Добринов А. В. Оптимальное проектирование почвообрабатывающих машин с учетом их потребной мощности // АгроЭкоИнженерия. 2021. № 1. С. 50–62. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=46105669 (дата обращения: 21.02.2022).

26. Почвообрабатывающая фреза с адаптацией работы : патент 2000945 Российская Федерация / Безруков А. В., Наумкин Н. И., Купряшкин В. Ф. № 2020129321 ; заявл. 04.09.2020 ; опубл. 20.11.2020, Бюл. № 32. 2 с. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44370020 (дата обращения: 21.02.2022).

27. Безруков А. В., Наумкин Н. И. Способы адаптации режимов работы почвообрабатывающих фрез // Сельский механизатор. 2022. № 3. С. 22–23. URL: http://selmech.msk.ru/322.html (дата обращения: 21.02.2022).

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.