Шаблон статьи
Скачать статью в pdf.УДК 631.3:631.51
DOI: 10.15507/2658-4123.029.201904.578-593
Условия равновесия сельскохозяйственных машин для основной обработки почвы
Божко Игорь Владимирович
младший научный сотрудник лаборатории механизации полеводства отдела механизации растениеводства ФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской» (347740, Россия, г. Зерноград, Научный городок, д. 3), кандидат технических наук, ResearcherID: E-9518-2016, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8423-4079, ScopusID: 57204682997, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Пархоменко Галина Геннадьевна
ведущий научный сотрудник лаборатории механизации полеводства отдела механизации растениеводства ФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской» (347740, Россия, г. Зерноград, Научный городок, д. 3), кандидат технических наук, ResearcherID: D-2633-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1944-216X, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Камбулов Сергей Иванович
главный научный сотрудник лаборатории механизации полеводства отдела механизации растениеводства ФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской» (347740, Россия, г. Зерноград, Научный городок, д. 3), доктор технических наук, ResearcherID: A-6156-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8712-1478, ScopusID: 57207655797, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Введение. Как известно, в настоящее время для решения вопроса равновесия сельскохозяйственных агрегатов является недостаточным применение уравнений статистики и динамики, а также требуется введение дополнительных усилий, что в свою очередь существенно увеличивает сложность исследований в данном направлении. Известные исследования характеризуются тем, что при анализе устойчивости почвообрабатывающего орудия, исходя из условия равновесия, в качестве рабочего органа рассматривается стандартный корпус плуга.
Материалы и методы. В исследовании применялись методы, позволяющие определить условия равновесия системы сходящихся сил в аналитической или геометрической форме. Условия равновесия определялись для навесного пятикорпусного комбинированного орудия для послойной безотвальной обработки почвы. Аналитическое определение условий равновесия системы осуществлялось посредством составления уравнений равновесия. Графическое определение условий равновесия осуществлялось посредством построения силовых многоугольников для вертикальной и горизонтальной плоскости проекций.
Результаты исследования. В результате исследований установлено, что почвообрабатывающие агрегаты имеют избыточное число связей (опор). Получено условие равновесия сил, действующих на почвообрабатывающее орудие с рабочими органами для послойной безотвальной обработки почвы, имеющие двенадцать связей: пять полевых досок по две связи и два опорных колеса по одной, воспринимаемые реакции от взаимодействия с почвой которых должны быть положительными.
Обсуждение и заключение. По итогам исследований можно отметить, что современные сельхозмашины являются многооперационными статически неопределимыми системами. Вследствие этого усложняется процесс их регулирования во время работы и становится практически невозможным проведение силовых расчетов без принятия дополнительных условий. Для упрощения, точности и наиболее наглядного представления поставленная задача решалась посредством анализа замкнутых силовых многоугольников, методика построения которых представлена как для условия равновесия в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.
Ключевые слова: условия равновесия, почвообрабатывающий агрегат, аналитический метод, графический метод, пахотный горизонт
Финансирование: Работа выполнена в рамках НИР при финансовой поддержке государственного бюджета.
Благодарности: Авторы выражают признательность анонимным рецензентам.
Для цитирования: Божко И. В., Пархоменко Г. Г., Камбулов С. И. Условия равновесия сельскохозяйственных машин для основной обработки почвы // Инженерные технологии и системы. 2019. Т. 29, № 4. С. 578–593. DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.029.201904.578-593
Заявленный вклад соавторов: И. В. Божко – постановка задачи, определение методологии исследования, сбор и анализ аналитических и практических материалов по теме исследования, критический анализ и доработка решения; Г. Г. Пархоменко – постановка задачи, анализ научных источников по теме исследования, критический анализ и доработка текста; С. И. Камбулов – научное руководство, постановка задачи, критический анализ и доработка решения.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Поступила 27.03.2019; принята к публикации 18.04.2019;
опубликована онлайн 31.12.2019
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Paraschiv G., Maican E., Paraschiv I., Bucur D. Study on Stability at Work for Tillage Aggregates // Cercetari Agronomicein Moldova. 2007. Issue 2. Pp. 5–13. URL: http://www.uaiasi.ro/CERCET_AGROMOLD/en-V2_2007 (дата обращения: 18.11.2019).
2. Tenu I., Carlescu P., Cojocariu P., Rosca R. Impact of Agricultural Traffic and Tillage Technologies on the Properties of Soil // Resource Management for Sustainable Agriculture. 2012. Pp. 263–296. DOI: http://dx.doi.org/10.5772/47746
3. Godwin R. J. A Review of the Effect of Implement Geometry on Soil Failure and Implement Forces // Soil and Tillage Research. 2007. Vol. 97, Issue 2. Pp. 331–340. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2006.06.010
4. Askari M., Khalife E. Draft Force Inputs for Primary and Secondary Tillage Implements in a Clay Loam Soil // World Applied Sciences Journal. 2013. Vol. 21, Issue 12. Pp. 1789–1794. URL: https://www.researchgate.net/publication/248386870_Draft_Force_Inputs_for_Primary_
5. Al-Suhaibani S. A., Ghaly A. E. Comparative Study of the Kinetic Parameters of Three Chisel Plows Operating at Different Depth Sand Forward Speed in a Sandy Soil // The International Journal of Engineering and Science. 2013. Vol. 2, Issue 7. Pp. 42–59. URL: http://www.theijes.com/papers/v2-i7/Part.6/H0276042059.pdf (дата обращения: 18.11.2019).
6. Deshpande Sh., Shirwal S. Studies on Operational Parameters of Selected Tillage Tools in Soil Bin // International Journal of Latest Trends in Engineering and Technology. 2015. Vol. 5, Issue 3. Pp. 381–389. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/a77b/60293849cfa982ac144405774dae37ad02bf.pdf (дата обращения: 18.11.2019).
7. Mandradzhiev S., Kehayov D. Degree of Influence of the Lid Angle over Soil Sputtering and Disintegration by a Tiller // Bulgarian Journal of Agricultural Science. 2007. Vol. 13. Pp. 247–252. URL: https://www.agrojournal.org/13/02-13-07.pdf (дата обращения: 18.11.2019).
8. Effect of Soil Forces on the Surface of Moldboard Plow under Different Working Conditions / I. A. Mari [et al.] // Bulgarian Journal of Agricultural Science. 2014. Vol. 20, Issue 2. Pp. 277–281. URL: https://www.researchgate.net/publication/262603386_Effect_of_soil_forces_on_the_
9. Plough Section Control for Optimised Uniformity in Primary Tillage / S. K. Nielsen [et al.] // Advances in Animal Biosciences. 2017. Vol. 8, Issue 2. Pp. 444–449. DOI: https://doi.org/10.1017/S2040470017000735
10. Al-Suhaibani S. A., Ghaly A. E. Performance Evaluation of a Heavy Duty Chisel Plow at Various Tillage Depth and Forward Speeds // American J. of Engineering and Applied Sciences. 2010. Vol. 3, Issue 4. Pp. 588–596. URL: https://thescipub.com/pdf/10.3844/ajeassp.2010.588.596 (дата обращения: 18.11.2019).
11. Manuwa S. I. Performance Evaluation of Tillage Tines Operating under Different Depths in a Sandy Clay Loam Soil // Soil And Tillage Research. 2009. Vol. 103, Issue 2. Pp. 399–405. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2008.12.004
12. Ibrahmi A., Bentaher H., Maalej A. Soil-Blade Orientation Effect on Tillage Forces Determined by 3D Finite Element Models // Spanish Journal of Agricultural Research. 2014. Vol. 12, no. 4. Pp. 941–950. DOI: http://dx.doi.org/10.5424/sjar/2014124-5766
13. Safari M., Gazor H. R. Comparison of Conventional Tractors Performance during Primary Tillage in Iran // Agricultural Engineering International: CIGR Journal. 2014. Vol. 16, Issue 1. Pp. 61–68. URL: https://cigrjournal.org/index.php/Ejounral/article/view/2608/0 (дата обращения: 18.11.2019).
14. Rosa U. A., Wulfsohn D. Soil Bin Monorail for High-Speed Testing of Narrow Tillage Tools // Biosystems Engineering. 2008. Vol. 99, Issue 3. Pp. 444–454. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2007.11.010
15. Keller T., Arvidsson J. A Model for Prediction of Vertical Stress Distribution near the Soil Surface Below Rubber-Tracked Undercarriage Systems Fitted on Agricultural Vehicles // Soil and Tillage Research. 2016. Vol. 155. Pp. 116–123. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2015.07.014
16. A Comparative Study of Conventional and Controlled Traffic in Irrigated Cotton: I. Heavy Machinery Impact on the Soil Resource / J. Bennet [et al.] // Soil and Tillage Research. 2017. Vol. 168. Pp. 143–154. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2016.12.012
17. Носков Н. К., Позин Б. М., Трояновская И. П. Математическая модель бокового увода трактора // Известия МГТУ «МАМИ». 2017. №. 1 (31). С. 35–39. URL: https://mospolytech.ru/storage/files/izvestiya/Izvestiya_MGTU_MAMI_No_1(31)_2017.pdf (дата обращения: 18.11.2019).
18. Миронов Д. А., Лискин И. В., Сидоров С. А. Влияние геометрических параметров долота на тяговые характеристики и ресурс лемехов отечественных плугов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2015. № 6. С. 25–29. URL: https://www.vimsmit.com/jour/article/view/105 (дата обращения: 18.11.2019).
19. Лискин И. В., Миронов Д. А., Сидоров С. А. Равновесие плуга в продольно-вертикальной плоскости // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2014. № 6. С. 41–46.
20. Adem H. H., Vanapalli S. K. Review of Methods for Predicting in Situ Volume Change Movement of Expansive Soil Over Time // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2015. Vol. 7, Issue 1. Pp. 73–86. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2014.11.002
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.
