Скачать статью в pdf.

УДК 631.316.2.07:631.51

DOI: 10.15507/2658-4123.031.202101.143-160

 

Разработка подвижного модуля экспериментального стенда для определения тягово-сцепных свойств колесных движителей и результаты лабораторных исследований силы тяги на ведущих колесах мотоблока

 

Купряшкин Владимир Федорович
заведующий кафедрой мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина Института механики и энергетики ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), кандидат технических наук, Researcher ID: L-5153-2018, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7512-509X, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Уланов Александр Сергеевич
преподаватель кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина Института механики и энергетики ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), кандидат технических наук, Researcher ID: L-4662-2018, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6041-6911, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Шляпников Михаил Геннадьевич
инженер кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина Института механики и энергетики ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4784-4695, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Гусев Александр Юрьевич
аспирант кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина Института механики и энергетики ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5808-4169, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Славкин Владимир Иванович
профессор кафедры эксплуатации и технического сервиса машин ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный заочный университет» (143907, Российская Федерация, г. Балашиха, ш. Энтузиастов, д. 50), доктор технических наук, Researcher ID: AAF-2576-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6116-6616, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Введение. Обработка почвы является неотъемлемой операцией сельскохозяйственного производства, для проведения которой личными подсобными и крестьянско-фермерскими хозяйствами широко применяются мотоблоки, оснащенные тяговыми и тягово-приводными сменными адаптерами. Одним из главных показателей эффективного функционирования мотоблоков является обеспечение равномерного движения при минимально допустимом буксовании ведущих колес с почвой. При этом определяющим силовым фактором является сила тяги на ведущих колесах почвообрабатывающего агрегата, объективное значение которой, как показывают исследования, можно получить только в ходе проведения экспериментальных исследований.
Материалы и методы. Для определения силы тяги на ведущих колесах мотоблока экспериментальным путем была предложена и обоснована конструкция стенда (Патент РФ на полезную модель № 188610 «Подвижный модуль испытательного стенда»), а также составлена методика планирования и проведения многофакторного эксперимента по определению силы тяги.
Результаты исследования. В результате проведенных лабораторных испытаний были получены расчетные зависимости силы тяги на ведущих колесах мотоблока «Нева» МБ23-МультиАГРО Pro в зависимости от почвенных условий и с учетом его конструктивно-технологических параметров, режимов функционирования, а также силы сопротивления перекатыванию.
Обсуждение и заключение. Совместное использование регрессионных моделей силы тяги с условиями обеспечения равномерного движения при минимально допустимом буксовании ведущих колес мотоблока с почвой в последующем позволит получить допустимые значения скорости движения и сформировать зоны наиболее эффективного его функционирования.

Ключевые слова: мотоблок, обработка почвы, тяговые и тягово-приводные сменные адаптеры, экспериментальный стенд, тягово-сцепные свойства, ведущие колеса, сила тяги, устойчивость движения

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Разработка подвижного модуля экспериментального стенда для определения тягово-сцепных свойств колесных движителей и результаты лабораторных исследований силы тяги на ведущих колесах мотоблока / В. Ф. Купряшкин, А. С. Уланов, М. Г. Шляпников [и др.]. – DOI 10.15507/2658-4123.031.202101.143-160 // Инженерные технологии и системы. – 2021. – Т. 31, № 1. – С. 143–160.

Заявленный вклад соавторов:
В. Ф. Купряшкин – научное руководство, формулирование основной концепции исследования, формирование выводов, доработка текста.
А. С. Уланов – литературный и патентный анализ, проведение лабораторных исследований ведущих колес мотоблока, обработка результатов эксперимента, подготовка начального варианта текста и редактирование текста.
М. Г. Шляпников – проведение лабораторных исследований ведущих колес мотоблока, обработка результатов эксперимента.
А. Ю. Гусев – проведение лабораторных исследований, визуализация текста.
В. И. Славкин – формулирование основной концепции исследования, формирование выводов.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила 10.10.2020; одобрена после рецензирования 14.12.2020;
принята к публикации 21.12.2020

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Хвостов, Е. Н. Влияние приемов основной и предпосевной обработки почвы и удобрений на продуктивность звена полевого севооборота / Е. Н. Хвостов, Л. Н. Прокина. – DOI 10.30766/2072- 9081.2018.67.6.115-120 // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2018. – Т. 67, № 6. – С. 115–120. – URL: https://www.agronauka-sv.ru//jour/article/view/287 (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

2. Тарчоков, Х. Ш. Агротехника в борьбе с сорняками / Х. Ш. Тарчоков, Ф. Х. Бжинаев. – DOI 10.31677/2311-0651-2018-0-4-46-50 // Инновации и продовольственная безопасность. – 2018. – № 4. – С. 46–50. – URL: https://innfoodsecr.elpub.ru/jour/article/view/464 (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

3. Эффективные севообороты и приемы возделывания культур при орошении / П. Д. Шевченко, А. Д. Дробилко, А. С. Елецкий [и др.] // Земледелие. – 2007. – № 4. – С. 33–34. – URL: http://jurzemledelie.ru/arkhiv-nomerov/4-2007 (дата обращения: 10.02.2021).

4. Анализ энергоемкости процесса вспашки почвы мотоблоком в агрегате с лемешно-отвальным плугом / В. Ф. Купряшкин, А. С. Уланов, Н. И. Наумкин [и др.]. – DOI 10.15507/2658- 4123.029.201903.414-427 // Инженерные технологии и системы. – 2019. – Т. 29, № 3. – С. 414–427. – URL: http://vestnik.mrsu.ru/index.php/en/articles2-en/84-19-3/721-10-15507-0236-2910-029-201903-6 (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

5. Повышение эффективности работы почвообрабатывающих фрез / А. В. Безруков, Н. И. Наумкин, В. Ф. Купряшкин, А. В. Брагин // Сельский механизатор. – 2016. – № 9. – С. 6–7. – URL: http://selmech.msk.ru/916.html#_Повышение_эффективности_работы (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

6. Обоснование режимов работы пахотного агрегата на базе мотоблока «Нева» МБ-23-МУЛЬТИАГРО Pro с плугом П1-20/3 по критерию отсутствия буксования ведущих колес с почвой / В. Ф. Купряшкин, А. С. Уланов, М. Г. Шляпников, А. С. Князьков // Вестник НГИЭИ. – 2019. – № 7 (98). – С. 5‒15. – URL: https://yadi.sk/i/BJtkW-_KB3l5HQ (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

7. Уланов, А. С. Теоретическое исследование устойчивости движения мотоблока с плугом при вспашке почвы / В. Ф. Купряшкин, А. С. Уланов // Нива Поволжья. – 2019. – № 1 (50). – С. 101–108. – URL: https://niva-volga.ru/file/vipuski/2019_1_50/Содержание.pdf (дата обращения: 10.02.2021).

8. Купряшкин, В. Ф. Обоснование конструкции динамометрического модуля для исследования лемешно-отвального плуга мотоблока и его практическая апробация с использованием технологий реверс-инжиниринга / В. Ф. Купряшкин, А. С. Уланов, Н. И. Наумкин. – DOI 10.15507/0236-2910.028.201803.400-415 // Вестник Мордовского университета. – 2018. – Т. 28, № 3. – С. 400–415. – URL: http://vestnik.mrsu.ru/index.php/en/articles2-en/62-18-3/431-10-15507-0236-2910-028-201803-9 (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

9. Донцов, И. Е. Установка для объемного динамометрирования почвообрабатывающих рабочих органов и результаты ее использования / И. Е. Донцов, М. Н. Лысыч // Тракторы и сельхозмашины. – 2017. – № 2. – С. 9–15. – URL: https://old.mospolytech.ru/storage/f033ab37c30201f73f142449d037028d/files/Traktory_i_selhozmashiny_2_2017.pdf (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

10. Мяленко, В. И. Пространственное динамометрирование рабочих органов почвообрабатывающих орудий / В. И. Мяленко, Н. А. Маринов. – DOI 10.22314/2073-7599-2017-5-22-26 // Сельскохозяйственные машины и технологии. – 2017. – № 5. – С. 22–26. – URL: https://www.vimsmit.com/jour/article/view/207 (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

11. Исследование процесса взаимодействия ведущих колес трактора с грунтовой поверхностью / В. В. Гуськов, А. А. Дзёма, А. С. Колола [и др.] – DOI: 10.21122/2227-1031-2017-16-1-83-88 // Наука и техника. – 2017. – Т. 16, № 1. – С. 83–88. – URL: https://sat.bntu.by/jour/article/view/982 (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

12. Дунаев, А. В. Совершенствование технической эксплуатации машинно-тракторного парка агропромышленного комплекса / А. В. Дунаев, В. И. Балабанов // Техника и оборудование для села. – 2014. – № 11. – С. 28–31. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=22515097 (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

13. Патент № 1499145 СССР, МПК G01М 17/02. Стенд для испытаний шин : № 3891043 : заявл. 06.05.1985 : опубл. 07.08.1989 / Щемелев А. М., Хустенко А. Н., Похвалов С. В. – URL: https://yandex.ru/patents/doc/SU1499145A1_19890807 (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

14. Черепанов, Л. А. Стенд для испытаний сцепных свойств колес легковых автомобилей / Л. А. Черепанов, А. А. Елизаров. – DOI 10.46960/62045_2018_4_22 // Транспортные системы. – 2018. – № 4 (10). – С. 22–26. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36664117 (дата обращения: 10.02.2021).

15. Патент № 1437723 СССР, МПК G01М 17/02. Стенд для исследования тягово-сцепных свойств колесного движителя : № 4250017 : заявл. 26.05.1987 : опубл. 15.11.1988 / Тимошенко В. К., Хмара Л. А., Деревянчук М. И., Шипилов А. С. – URL: https://yandex.ru/patents/doc/SU1437723A1_19881115 (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

16. Патент № 1562730 СССР, МПК G01М 17/02. Стенд для испытаний пневматических шин : № 4484627 : заявл. 29.07.1988 : опубл. 07.05.1990 / Гуськов В. В., Бойков В. П., Козачевский Г. Г., Свирщевский И. Ю. – URL: https://yandex.ru/patents/doc/SU1562730A1_19900507 (дата обращения: 10.02.2021).

17. Патент № 1029028 СССР, МПК G01М 17/02. Стенд для испытания движителей : № 3361468 : заявл. 05.12.1981 : опубл. 15.07.1983 / С. А. Владыкин, В. В. Гринев, М. И. Маленков [и др.]. – URL: https://yandex.ru/patents/doc/SU1029028A1_19830715 (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

18. Патент № 875240 СССР, МПК G01М 17/02. Стенд для испытания колес и способ испытания колес на стенде : № 2788153 : заявл. 02.08.1979 : опубл. 23.10.1981 / Левин М. А., Бойков В. П. – URL: https://yandex.ru/patents/doc/SU875240A1_19811023 (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

19. Патент № 192280 Российская Федерация, МПК G01М 17/00. Стенд для исследования шин пневматических колес : № 2019108499 : заявл. 25.03.2019 : опубл. 11.09.2019 / Кузнецов В. В., Гринь А. М., Блохин В. Н. [и др]. – URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU192280U1_20190911 (дата обращения: 10.02.2021).

20. Патент № 188610 Российская Федерация, МПК G01M 17/00. Подвижный модуль испытательного стенда : № 2019102333 : заявл. 29.01.2019 : опубл. 17.04.2019 / Купряшкин В. Ф., Уланов А. С., Купряшкин В. В. ; патентообладатель ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва». – 5 с. – URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU192280U1_20190911 (дата обращения: 10.02.2021).

21. Стенд для определения силы тяги на ходовых колесах малогабаритной техники / В. Ф. Купряшкин, А. С. Уланов, В. Н. Купряшкина [и др.] // Сельский механизатор. – 2019. – № 2. – С. 38–39. – URL: http://www.selmech.msk.ru/219.html (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

22. Гапич, Д. С. К вопросу о тяговых испытаниях колесных тракторов различных конструктивных схем / Д. С. Гапич // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2014. – № 1 (33). – С. 229–234. – URL: http://www.volgau.com/Portals/0/izv_auk/izv_auk_full/izvestiya_2014_33_1.pdf?ver=2014-03-26-132210-130 (дата обращения: 10.02.2021).

23. Крупчатников, Р. А. Анализ результатов сравнительных тяговых испытаний малогабаритных тракторов / Р. А. Крупчатников, Б. М. Ковынев // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2008. – № 3. – С. 39–41. – URL: https://clck.ru/TEd7o (дата обращения: 10.02.2021).

24. Соловьев, Е. Т. Обоснование тягового диапазона малогабаритного трактора / Е. Т. Соловьев // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2008. – № 3. – С. 37–39. – URL: https://clck.ru/TEdBh (дата обращения: 10.02.2021).

25. Самсонов, В. А. Расчет максимальной энергонасыщенности сельскохозяйственного трактора / В. А. Самсонов, Ю. Ф. Лачуга // Тракторы и сельхозмашины. – 2017. – № 10. – С. 33–38. – URL: https://old.mospolytech.ru/storage/f033ab37c30201f73f142449d037028d/files/Traktory_i_selhozmashiny_No10_2017_dlya_sajta.pdf (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

26. Калинин, А. Б. Обоснование шага измерения твердости дерново-подзолистых почв при проведении картографирования в технологиях точного земледелия / А. Б. Калинин, А. А. Устроев, П. П. Кудрявцев // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. – 2018. – № 1 (94). – С. 112–117. – URL: https://www.sznii.ru/images/IAEP/jurnal/jurnali/Jurnal94.pdf (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

27. Гаранин, Г. В. Объекты, показатели, средства управления и контроля качества работ в полеводстве / Г. В. Гаранин // Международный технико-экономический журнал. – 2016. – № 2. – С. 80–85. – URL: http://www.tite-journal.com/content/2016/vypusk-no2/#c10356 (дата обращения: 10.02.2021). – Рез. англ.

28. Баландин, Е. А. Результаты сравнительных испытаний тяговых колес мотоблоков «Ко – Нева» / Е. А. Баландин // Вестник студенческого научного общества. – 2017. – Т. 8, № 2. – С. 87–91. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=34921104 (дата обращения: 10.02.2021).

29. Narang, S. Draftability of a 8.95 kW Walking Tractor on Tilled Land / S. Narang, A. C. Varshney. – DOI 10.1016/j.jterra.2005.04.006 // Journal of Terramechanics. – 2006. – Vol. 43, Issue 4. – Pp. 395–409. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022489805000406?via%3Dihub (дата обращения: 10.02.2021).

30. Rasool, S. Improving the Tractive Performance of Walking Tractors Using Rubber Tracks / S. Rasool, H. Raheman. – DOI 10.1016/j.biosystemseng.2017.12.013 // Biosystems Engineering. – 2018. – Vol. 167. – Pp. 51–62. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S153751101730822X?via%3Dihub (дата обращения: 10.02.2021).

 

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.