Моделирование процесса вертикальной обработки почвы турбодисковым культиватором для территорий Крыма

Припоров И.Е.; Курасов В.С.; Бацунов В.И.; Priporov I.E.; Kurasov V.S.; Bacunov V.I.

doi:10.15507/2658-4123.036.202601.010-040

Моделирование процесса вертикальной обработки почвы турбодисковым культиватором для территорий Крыма

Автор: Припоров И.Е., Курасов В.С., Бацунов В.И.

Журнал: Инженерные технологии и системы @vestnik-mrsu

Рубрика: Технологии, машины и оборудование

Статья в выпуске: 1, 2026 года.

Бесплатный доступ

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.

Еще

Скорость машинно-тракторного агрегата, турбодисковый культиватор, растительные остатки, волнистый диск, игольчатый диск, блок-схема алгоритма, критерий Кохрена

Короткий адрес: https://sciup.org/147253502

IDR: 147253502 | УДК: 631.517 | DOI: 10.15507/2658-4123.036.202601.010-040

Simulating the Process of Vertical Tillage with a Turbo-Disc Cultivator for the Territories of Crimea

Introduction. A promising means for cultivating the arable layer is vertical tillage using agricultural machinery with disc working tools. This agricultural machinery is used to crush and partially embed plant residues into the soil with minimal soil damage that results in increased yields. However, there have not enough studies been conducted on simulating the vertical tillage process using a turbodisc cultivator. Aim of the Study. The study is aimed at simulating the process of vertical tillage with a developed turbodisc cultivator to increase the cultivator performance. Materials and Methods. The object of the study is the upgraded turbo-disc cultivator (RF Patent No. 2825223). The research method is based on the principles of theoretical mechanics and mathematics. There was used the Cochran criterion to confirm the reliability of the obtained dependences of the cultivator performance on the number of waves on a wave disc at a speed of 18 km/h and needle lengths of 0.2565 and 0.3195 m. Results. There is presented a block diagram of algorithms for vertical tillage with a developed turbodisc cultivator and the cultivator performance optimization. There have been found the projections of the point velocity. Discussion and Conclusion. When the the tractor-machine unit speed is of 15 km/h, the needle length is 0.2565 m and the wave disc diameter is from 0.343 to 0.559 m, the productivity increases from 3.72 to 4.37 ha/h with 4 blades on the needle disc, from 5.46 to 6.41 ha/h with 6 blades and from 7.20 to 8.45 ha/h with 8 blades. The practical significance of the research is the substantiation of the rational performance of the turbo-disc cultivator for vertical tillage, as well as the block diagram of the algorithm, which will allow you to choose the optimal performance of the turbo-disc cultivator under various regime indicators and design parameters of the needle and wavy discs. The prospects of the research are the development and search for new technical solutions to improve the design of the working bodies of the turbo-disc cultivator, which will reduce its energy consumption and increase its productivity.

Еще

Текст научной статьи Моделирование процесса вертикальной обработки почвы турбодисковым культиватором для территорий Крыма

ТЕХНОЛОГИИ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ / TECHNOLOGIES, MACHINERY AND EQUIPMENT

EDN: updates1" УДК / udk 631.517

Интенсификация сельского хозяйства сопровождается значительным увеличением производительности почвообрабатывающих машин (ПОМ), что в процессе обработки почвы приводит к усилению переуплотнения подпочвенных слоев, потере влаги, развитию водной и ветровой эрозии. В результате снижается плодородие земли, растут потери урожая и себестоимость производимой продукции. Вопрос обеспечения населения продовольствием собственного производства в современных условиях является приоритетным направлением, поэтому усовершенствование ПОМ, воздействующих на верхний плодородный слой почвы, представляет собой важную задачу [1]. Применяемые средства механизации для обработки почвы основных сельскохозяйственных культур не соответствуют зональным почвенно-климатическим и производственным условиям. Поэтому дальнейшее наращивание производства сельскохозяйственной продукции в рыночных условиях невозможно без внедрения научно обоснованных технологий и систем обработки почвы.

Среди сельскохозяйственных машин представлены почвообрабатывающие агрегаты с разным набором рабочих органов и количеством выполняемых операций, вследствие чего производителям сложно выбрать из множества представленных образцов [1; 2]. Выбор ПОМ осуществляется по конструктивным и эксплуатационным свойствам турбодисковых культиваторов (ТДК)1.

При внесении в почву растительных остатков (РО) сельскохозяйственных культур существует проблема их измельчения на частицы размером не более 15 см и дополнительного расщепления на части для последующего разложения. Несмотря на разнообразие почвообрабатывающих агрегатов, в настоящее время отсутствуют ПОМ по измельчению высокостебельных культур [3; 4]. Перспективными представляются агрегаты с пассивными рабочими органами. Анализ конструкций ПОМ и рабочих органов для послеуборочного измельчения РО имеет большое значение [3; 5].

В качестве альтернативной природоохранной подготовки пахотного слоя, способной интенсивно удалять РО, защищая почву и окружающую среду, предложена вертикальная обработка почвы (ВОП). Многие производители сельскохозяйственной техники, например Great Plains (Салина, Канзас, США), выпускали свои машины для ВОП. Z. Zeng и Y. Chen изучили условия обработки почвы [6]. Данный вид обработки позволяет увеличить урожайность до 8,5 ц/га, что в условиях засушливого Крыма представляется трудной задачей. Основная особенность ВОП заключается в минимизации слоев структуры почвы, обладающей повышенной плотностью в зоне заделки семян. При вертикальной обработке корневая система сельскохозяйственных культур вегетативно развивается в разные стороны и в вглубь,

Vol. 36, no. 1. 2026 ENGINEERING TECHNOLOGIES AND SYSTEMS .^Ts что позволяет растениям быть более засухоустойчивыми за счет взятия влаги из более низких горизонтов [7].

Предыдущие исследования показали многообещающие результаты применения ВОП с точки зрения сохранения воды, а также увеличения урожайности2. Однако моделированию процесса вертикальной обработки почвы ТДК было уделено недостаточно внимания.

Целью исследования является повышение производительности турбодиско-вого культиватора путем моделирования процесса ВОП. Задачи исследования включают в себя разработку конструкции ТДК для вертикальной обработки почвы с заделкой стерни, построение блок-схем по определению рациональной производительности ТДК в зависимости от конструктивных параметров дисковых рабочих органов (ДРО), его эксплуатационных показателей и выполнения технологического процесса ВОП. Необходимо определить направления скорости и ускорений рассматриваемой точки лопатки игольчатого диска, построить графики по изменению направляющего косинуса проекции скорости и ускорений на оси координат, построить зависимости производительности от количества волн на волнистом диске при ϑ _m = 18 км/ч, L ₁ = 0,2565 м и L ₁ = 0,3195 м; представить результаты моделирования экспериментального машинно-тракторного агрегата в зависимости от конструктивных параметров волнистого диска, длины иглы игольчатого диска и скорости движения ТДК.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В настоящее время проведен анализ взаимодействия дисковых рабочих органов и рассмотрена кинематика движения при проектировании орудий3. Установлена связь бионического профиля ДРО с качеством обработки почвы. Выяснено, что стойкость его поверхности снижается при взаимодействии с негладкими поверхностями тел жуков землероек. Проведены эксперименты по снижению тягового сопротивления ДРО в сравнении с серийными рабочими органами [7; 8]. В. П. Горячкин на основании теории трехгранного клина обосновал силу тяги в горизонтальном направлении при взаимодействии сферического диска с поверхностью почвы [7].

Известно, что поверхностная обработка почвы без оборота пласта с сохранением растительных остатков способствует экономии ресурсов и защите от эрозии [9–11].

Коллектив ученых из Донского технического университета разработал математическую модель движения отвала культиватора с пружинными зубьями, учитывающую их конфигурацию и режим вибрации [12].

Решающее практическое значение для сельскохозяйственных машин имеет теория устойчивости движения, поскольку от нее зависит работа в технологическом процессе. Рассмотренные методы расчета и примеры их применения оценивают

^® ИНЖЕНЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ Том 36, № 1. 2026 работоспособность сложных динамических систем без численного решения сложных дифференциальных уравнений движения при наличии внешних возмущений [13].

Учеными из Судана и Индонезии проведено исследование производительности культиватора Motoyama MTE 70NL при вторичной обработке почвы в дождливую погоду и в условиях отсутствия дождя [14]. Погодный фактор в виде наличия дождя использовался в качестве параметра для сравнения производительности агромашины в сухую погоду [15].

Разработан комбинированный культиватор и дисковая борона (C-DH), которые имеют среднюю производительность 0,30 и 0,61 га/ч, скорость ϑ = 1,8 и 3,4 км/ч соответственно. Общая эффективность выражена в виде индекса производительности (548,54) при глубине 13 см и ϑ = 3,4 км/ч [16].

Для обеспечения взаимодействия лапы культиватора с почвой и прогнозирования поведения почвы в разных условиях коллектив ученых из Винницкого аграрного университета разработал математическую модель, которая оптимизирует конструкцию культиватора по производительности [17].

И. В. Соболевский на основе биосистемного подхода разработал новую конструкцию рабочего органа дисковой бороны (патент РФ № 173 238) и аналитически обосновал ее конструктивные параметры, что позволило снизить тяговое сопротивление на 14 % по сравнению с серийным органом бороны [7].

Разработана ПОМ с текстурированным крылом лопаты. На основе сочетания моделирования с дискретными элементами и цифрового теста проверки траншеи в почве изучено влияние структурных параметров текстуры поверхности на тяговое сопротивление и скорость дробления машиной4 [18].

Учеными из Кореи оценена производительность электрического многоцелевого культиватора методом имитационного анализа в программе Simulation X с учетом технических характеристик деталей [19].

Для повышения производительности полевого культиватора на заводе сельскохозяйственной техники Kenana (KAIF) с целью выполнения нескольких операций разработан комбинированный культиватор, позволяющий осуществлять рыхление борозд и внесение удобрений. Для снижения тягового сопротивления на 10–15 % и улучшения крошения почвы существует его модель с механизмом регулирования [20; 21].

А. Р. Валиевым получены оптимальные значения конструктивно-технологических параметров культиватора с парнодисковыми рабочими органами, которые имеют отдельные секции [22; 23].

Спроектирована и усовершенствована пассивно-активная комбинированная ПОМ (культиватор спереди и ротаватор сзади). Крутящий момент вала отбора мощности для ее работы составляет 28 % с одним ротаватором. Объем обрабатываемой почвы, снижение ее прочности и затрат энергии на топливо включены для обоих орудий в общую производительность [24].

По мнению H. Hosseini, A. Farzad и F. Majeed производительность разработанного культиватора основывается на методах квазиньютоновской оптимизации и генетиче ского алгоритма, которые сопоставимы с классическими методами [25].

⁴ Gao X. Research on the Influencing Factors and Cultivation Effects of Subsoiled Soil Structure between Rows. Ph.D. Thesis, Northwest A&F University, Yangling; 2018.

В теоретических исследованиях отсутствует выражение для определения производительности ТДК в зависимости от конструктивных параметров волнистого и игольчатого дисков и режимного его показателя, а также блок-схема алгоритма по выбору рациональной производительности.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Оборудование

Для устранения выявленных недостатков, которые присущи турбодисковым культиваторам, проведена его модернизация (рис. 1), позволяющая снизить тяговое сопротивление с одновременным повышением качества заделки растительных остатков и расширением функциональных возможностей по обеспечению их контроля. На разработанную конструкцию получен патент РФ № 2825223.

Р и с. 1. Конструктивно-технологическая схема турбодискового культиватора:

a) общий вид; b) вид сбоку:

1 – диски; 2 – батарея; 3 – шарниры; 4 – стойка; 5 – рифленые диски; 6 – игольчатые диски; 7 - игла; 8 - окружность; 9 - лопатки зубчатые; 10 - вершина; 11 - впадина; 12 - скребок;
13 , 19 - стопорные болты; 14 - рама; 15 - мультимедийное устройство; 16 - персональный компьютер; 17 – каретки; 18 – телескопические стойки; 20 – механизм поворотный

F i g. 1. Design and technological scheme of the turbo-disc cultivator:

a) general view; b) side view:

1 - discs; 2 - battery; 3 - hinges; 4 - rack; 5 - wave discs; 6 - needle discs; 7 - needle;
8 - circle; 9 - toothed blades; 10 - vertex; 11 - cavity; 12 - scraper; 13, 19 - locking bolts;

14 - frame; 15 - multimedia device; 16 - personal computer; 17 - carriages;

18 – telescopic racks; 20 – rotary mechanism

Примечание : ПК – персональный компьютер; А – вид; А-А – сечение.

Note: ПК - personal computer; А – view; А - А – section.

Источник: рисунок взят из статьи [26].

Source: the picture is taken from the article [26].

Процедура исследования

Дисковые рабочие органы (рифленые и игольчатые) выбрали по конструктивным параметрам. Рифленые диски перемещались в почве и совершали вращательные движения независимо друг от друга, а игольчатый диск перетирал пожнивные остатки. Мультимедийное устройство, на котором проводили настройку экспозиции камеры в зависимости от яркости дневного света и освещенности, производило съемку, осуществляя контроль технологического процесса заделки пожнивных остатков. Полученное изображение подавали на обработку в программе Mathcad для определения качества заделки РО по агротехническим требованиям. При несоответствии требованиям проводили контроль технологического процесса работы игольчатых дисков (рис. 2).

Р и с. 2. Блок-схема алгоритма вертикальной обработки почвы турбодисковым культиватором

F i g. 2. The block-diagram of the algorithm for vertical tillage with a turbodisk cultivator

Источник : рисунки 2–4 составлены авторам статьи в программе Компас-3D v18.

Source : figures 2–4 were compiled by the authors of the article in the Compass-3D v18 program.

На основании технологического процесса ВОП предложена блок-схема, приведенная на рисунке 3, которая позволила определить производительность ТДК в зависимости от конструктивных параметров дисковых рабочих органов и эксплуатационных показателей культиватора. Она состоит из семи операторов. Первый включает ввод исходных данных с ограничениями и передает управление 2-3 блокам для расчета параметров по каждому из вариантов скорости движения агрегата, состоящего из трактора и ТДК моделей Агрифест-Экспресс, Salford и др. Для каждой скорости ϑ _m ввели дополнительные данные (блок 4 ): длина иглы с лопаткой L ₁, диаметр волнистых дисков D_w.d .

Р и с. 3. Блок-схема алгоритма оптимизации производительности турбодискового культиватора

F i g. 3. The block-diagram of the performance optimization algorithm for a turbodisc cultivator

Примечание: в — коэффициент использования конструктивной ширины захвата; N w - количество волн, шт.; τ _wd , τ _nd – коэффициент использования времени смены соответственно волнистых дисков и игольчат ^. ых д ^. исков; k_w.d – количество волнистых дисков, шт.; k_sb – количество лопаток, шт.; ϑ m – скорость движения, км/ч; L ₁ – длина иглы с лопаткой, м; D_wd – диаметр волнистого диска, м; W – производительность турбодискового культиватора, га/ч. ^.

Note: β - coefficient of use of the operating width; N_w – number of waves, pcs.; τ _w.d , τ _n.d – time-use factor for wavy discs and needle discs, respectively, the time usage factor for changing wav ^. e discs and needle discs; k wd - number of wave discs, pcs.; k sb - number of blades, pcs.; 9 m - the speed of movement, кm/h.; L ₁ – length of needle with blade, m; D_wd – diameter of the wave disk, m; W – performance of a turbodisc cultivator. ^.

В 5 арифметическом операторе рассчитывается производительность турбоди-скового культиватора по выведенной формуле для каждой скорости движения и длины иглы с лопаткой игольчатого диска. Ширина захвата культиватора – 3 м.

Предварительно логический оператор 6 проверяет: со всеми ли исходными данными выполнены расчеты.

По максимальному значению критерия оптимизации диаметра волнистого диска при каждой скорости движения и длине иглы с лопаткой игольчатого диска оператор 7 выводит на печать W , дает команду остановки расчета.

Качественные показатели технологического процесса: сохранение и заделывание пожнивных остатков в почву, глубина обработки, качество крошения почвы.

Ограничение скорости турбодискового культиватора происходило исходя из средней скорости его движения (15–18 км/ч).

В качестве изменяющихся показателей ДРО выбрано по игольчатому диску – количество лопаток (4–8), длина иглы с лопаткой L ₁ = 0,2565–0,3195 м; волнистому диску – количество волн (9–15), диаметр (0,343–0,559 м), постоянных – количество волнистых дисков.

Анализ данных

На основе уравнения траекторий движения игольчатого диска с лопатками по времени [26] получены проекции скорости точки, которые позволили определить направления скорости и ускорений рассматриваемой точки А лопатки игольчатого диска (рис. 4) с помощью направляющих косинусов:

( 1 + ^cos 9 n.d ) cos ( V , x 1 = ----------------,

1 , 41

V , y

sW nd

¹ , ⁴¹ JU+cospZ)

где V – проекция скорости на ось х, м/с; x, y – оси координат, на которые проецируются скорости точки; φ _n.d – угол поворота игольчатого диска, град.

Направляющие косинуса выражения (1) и (2) для определения направления проекций скоростей изменялись по косинусоидальному закону (рис. 5, 6).

Направляющий косинус cos ( V , x ) = 0 и cos ( V , y ) = 0 при угле поворота 180 °.

cos

" sin ? nd

cos

- cos ? n.d .

Направляющие косинуса cos ( a, x ) для определения направления проекций

– косинусои-

ускорений изменялись по синусоидальному (рис. 7) и cos дальному закону (рис. 8).

Направляющий косинус cos при 90 ° и 270 °.

= 0 при угле поворота 180 ° и cos

Р и с. 4. Траектория движения игольчатого диска

F i g. 4. The trajectory of the needle disk

Примечание: a nd - угловая скорость игольчатого диска, с^-1; V u - скорость движения агрегата, км/ч; V_A – скорость точки А , м/с; ℓ ₁ – длина лопатки, м.; L – длина иглы, м; L ₁ – длина иглы с лопаткой, м; А - точка на лопатки; x, у - оси координат.

Note: a nd - angular velocity of the needle disk, s^-1; V u - the speed of movement of the unit, m/s; V_A – velocity of point A , m/s; ℓ ₁ – length of the blade, m; L – length of the needle, m; L ₁ – length of the needle with the blade, m; А - point on the blade; x, у - coordinate axes.

Р и с. 5. Графики по изменению направляющего косинуса проекции скорости на ось х :

1 – 4 лопатки; 2 – 6 лопаток; 3 – 8 лопаток

F i g. 5. The graphs of the changes in the directional cosine of the velocity projection on the x -axis:

1 – 4 blades; 2 – 6 blades; 3 – 8 blades

Источник : рисунки 5–8 составлены авторам статьи в программе Microsoft Excel .

Source : figures 5–8 are compiled for the authors of the article in the program Microsoft Excel.

Р и с. 6. Графики по изменению направляющего косинуса проекции скорости: 1 – 4 лопатки; 2 – 6 лопаток; 3 – 8 лопаток

F i g. 6. The graphs of changing the direction cosine of the velocity projection: 1 – 4 blades; 2 – 6 blades; 3 – 8 blades

Р и с. 7. Графики по изменению направляющего косинуса проекции ускорения a_x : 1 – 4 лопатки; 2 – 6 лопаток; 3 – 8 лопаток

F i g. 7. The graphs of changing the direction cosine of the acceleration projection a_x : 1 – 4 blades; 2 – 6 blades; 3 – 8 blades

Р и с. 8. Графики по изменению направляющего косинуса проекции ускорения a_y : 1 – 4 лопатки; 2 – 6 лопаток; 3 – 8 лопаток ^y

F i g. 8. The graphs of changing the direction cosine of the acceleration projection a_y : 1 – 4 blades; 2 – 6 blades; 3 – 8 blades ^y

На основании решения задачи получены зависимости критерия оптимизации W от числа волн на волнистом диске при ϑ _m = 18 км/ч, L ₁ = 0,2565 м и L ₁ = 0,3195 м. 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

Анализ графиков на рисунках 9, 10 показывает влияние количества волн на волнистом диске на производительность ТДК, о чем свидетельствует коэффициент корреляции, который больше 0,9 в зависимости от диаметра волнистого диска и длины иглы с лопаткой при постоянной скорости движения агрегата.

Р и с. 9. Зависимость производительности от количества волн на волнистом диске при ϑ _m = 18 км/ч, L ₁ = 0,2565 м: a) D_w.d = 0,343 м; b) D_w.d = 0,46 м

F i g. 9. The dependence of cultivator performance on the number of waves on a wave disk at ϑ _m = 18 km/h, L ₁ = 0.2565 m: a) D_w.d = 0.343 м; b) D_w.d = 0.46 м

у =0,2283*+ 6,6511 R² = 0,9394

у = 0,1656*+ 5,1635 R2 = 0,9316

N„, шт. I N„, pcs

6 лопаток / blades

у = 0,1661*+ 5,1472 R² = 0,9323

у = 0,1039*+ 3,6433

R² = 0,9159

Nw, шт. / Nw, pcs 6 лопаток / blades у = 0,2278* + 6,6674 R2 = 0 9388

у =0,1033*+3,6597 R² = 0,9145

Р и с. 9. Зависимость производительности от количества волн на волнистом диске при ϑ = 18 км/ч, L ₁ = 0,2565 м: c) D = 0,508 м; d) D = ^m 0,545 м; e) D ¹ = 0,559 м w.d w.d w.d

F i g. 9. The dependence of cultivator performance on the number of waves on a wave disk at 9 m = 18 km/h, L 1 = 0.2565 m:

c) D_w.d = 0.508 м; d) D_w.d = 0.545 м; e) D_w.d = 0.559 м

Р и с. 10. Зависимость производительности от количества волн на волнистом диске при Э = 18 км/ч, L = 0,3195 м:

a) D_w.d = 0,343 м; b) D_w.d = ^m 0,46 м; c) D_w ¹ _.d = 0,508 м

F i g. 10. The dependence of cultivator performance on the number of waves on a wave disk at Э = 18 km/h,

L 1 = 0.3195 m: a) D wd = 0.343 м; b) D wd = 0.46 м; c) D wd = 0.508 м

Р и с. 10. Зависимость производительности от количества волн на волнистом диске при 9 m = 18 км/ч, L 1 = 0,3195 м: d) D_w.d = 0,545 м; e) D_w.d = 0,559 м

F i g. 10. The dependence of cultivator performance on the number of waves on a wave disk at ϑ _m = 18 km/h, d) D_w.d = 0.545 м; e) D_w.d = 0.559 м

Достоверность полученных зависимостей проверяли по критерию Кохрена. Результаты приведены в таблицах 1 и 2.

Т а б л и ц а 1

T a b l e 1

Результаты проверки зависимостей по критерию Кохрена (ϑ _m = 18 км/ч, L ₁ = 0,2565 м) The results of checking the dependences according the Cochran’s criterion (ϑ _m = 18 km/h, L ₁ = 0.2565 m)

Количество лопаток, шт. / Number of blades, pcs

Расчетное значение Кохрена при диаметре волнистого диска D_w.d /

Calculated Cochran value for the diameter of a wave disk D w.d

^G табл ^/ ^G table

0,343 м / m 0,460 м / m 0,508 м / m 0,545 м / m 0,559 м / m

4	0,4516	0,4122	0,2615	0,2640	0,2646	0,8412
6	0,2445	0,2369	0,2361	0,2348	0,2351	0,8412
8	0,5237	0,5037	0,3654	0,5057	0,5061	0,8412

Т а б л и ц а 2

T a b l e 2

Результаты проверки зависимостей по критерию Кохрена ϑ _m = 18 км/ч, L ₁ = 0,3195 м The results of checking the dependences according the Cochran’s criterion (ϑ _m = 18 km/h, L ₁ = 0.3195 m)

Количество лопаток, шт. / Number of blades, pcs	Расчетное значение Кохрена при диаметре волнистого диска D_w.d / Calculated Cochran value for the diameter of a wave disk D_w.d					табл table
Количество лопаток, шт. / Number of blades, pcs	0,343 м / m	0,460 м / m	0,508 м / m	0,545 м / m	0,559 м / m	табл table
4	0,1309	0,7795	0,4238	0,4563	0,4549	0,8412
6	0,2257	0,2493	0,2487	0,2478	0,2224	0,8412
8	0,4668	0,3311	0,6738	0,6814	0,6849	0,8412

Гипотеза об однородности дисперсий подтверждена. Результаты моделирования приведены в таблицах 3–22.

Т а б л и ц а 3

T a b l e 3

Результаты моделирования экспериментального МТА при D = 0,343

(ϑ _m = 15 км/ч, L ₁ = 0,2565 м) ^w.d

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D = 0.343 m

(ϑ _m = 15 km/h, L ₁ = 0.2565 m) ^w.d

Наименование параметра /	Значение параметров /
Name of the parameter	The value of the parameters

Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,343	0,343	0,343	0,343	0,343
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	3,720	3,86	4,04	4,17	4,26
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	5,460	5,69	5,97	6,17	6,30
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	7,20	7,52	7,89	8,16	8,34

Т а б л и ц а 4

T a b l e 4

Результаты моделирования экспериментального МТА при D = 0,460 м (ϑ _m = 15 км/ч, L ₁ = 0,2565 м) ^w.d

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D = 0.460 m (ϑ _m = 15 km/h, L ₁ = 0.2565 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,460	0,460	0,460	0,460	0,460
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	3,80	3,92	4,11	4,24	4,32
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	5,54	5,76	6,03	6,23	6,36
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	7,28	7,59	7,96	8,23	8,40

Т а б л и ц а 5

T a b l e 5

Результаты моделирования экспериментального МТА при D = 0,508 м (ϑ _m = 15 км/ч, L ₁ = 0,2565 м) ^w.d

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D _d = 0.508 m (ϑ _m = 15 km/h, L ₁ = 0.2565 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,508	0,508	0,508	0,508	0,508
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per aneedle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	3,84	3,95	4,13	4,26	4,34
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	5,58	5,78	6,06	6,26	6,38
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	7,32	7,62	7,98	8,25	8,43

Т а б л и ц а 6

T a b l e 6

Результаты моделирования экспериментального МТА при D = 0,545 м (ϑ _m = 15 км/ч, L ₁ = 0,2565 м) ^w.d

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D = 0.545 m (ϑ _m = 15 km/h, L ₁ = 0.2565 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,545	0,545	0,545	0,545	0,545
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	3,86	3,97	4,15	4,28	4,36
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	5,60	5,81	6,08	6,28	6,40
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	7,34	7,64	8,00	8,27	8,44

Т а б л и ц а 7

T a b l e 7

Результаты моделирования экспериментального МТА при D = 0,559 м (ϑ _m = 15 км/ч, L ₁ = 0,2565 м) ^w.d

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D = 0.559 m (ϑ _m = 15 km/h, L ₁ = 0.2565 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,559	0,559	0,559	0,559	0,559
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	3,87	3,98	4,16	4,29	4,37
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	5,61	5,81	6,09	6,28	6,41
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	7,35	7,65	8,01	8,28	8,45

Т а б л и ц а 8

T a b l e 8

Результаты моделирования экспериментального МТА при D _w _d = 0,343 м при (ϑ _m = 15 км/ч, L ₁ = 0,3195 м) ^.

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D = 0.343 m (ϑ _m = 15 km/h, L ₁ = 0.3195 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,343	0,343	0,343	0,343	0,343
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of the wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	4,58	4,76	4,99	5,15	5,26
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	6,74	7,04	7,39	7,64	7,80
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	8,91	9,32	9,78	10,12	10,35

Т а б л и ц а 9

T a b l e 9

Результаты моделирования экспериментального МТА при D_wd = 0,460 м при (ϑ _m = 15 км/ч, L ₁ = 0,3195 м) / ^.

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D = 0.460 m (ϑ _m = 15 km/h, L ₁ = 0.3195 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,460	0,460	0,460	0,460	0,460
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of the wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	4,66	4,83	5,05	5,22	5,32
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	6,82	7,11	7,45	7,70	7,86
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	8,99	9,39	9,85	10,19	10,41

Т а б л и ц а 10

T a b l e 10

Результаты моделирования экспериментального МТА при D_wd = 0,508 м при (ϑ _m = 15 км/ч, L ₁ = 0,3195 м) ^.

The results of simulating of an experimental machine-tractor unit at D = 0.508 m (ϑ _m = 15 km/h, L ₁ = 0.3195 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,508	0,508	0,508	0,508	0,508
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of the wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	4,69	4,85	5,08	5,24	5,35
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	6,86	7,13	7,48	7,73	7,89
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	9,03	9,42	9,88	10,21	10,43

Т а б л и ц а 11

T a b l e 11

Результаты моделирования экспериментального МТА при D_wd = 0,545 м при (ϑ _m = 15 км/ч, L ₁ = 0,3195 м) ^.

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D _d = 0.545 m (ϑ _m = 15 km/h, L ₁ = 0.3195 m) ^w.d

Наименование параметра /	Значение параметров /
Name of the parameter	The value of the parameters

Диаметр волнистого диска D , м / Diameter of the wave	0,545	0,545	0,545	0,545	0,545
disk D , m ^. w.d Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of the wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	4,72	4,87	5,10	5,26	5,36
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	6,88	7,16	7,50	7,75	7,91
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	9,05	9,44	9,90	10,23	10,45

Т а б л и ц а 12

T a b l e 12

Результаты моделирования экспериментального МТА при D_wd = 0,559 м при (ϑ _m = 15 км/ч, L ₁ = 0,3195 м) ^.

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D = 0.559 m (ϑ _m = 15 km/h, L ₁ = 0.3195 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,559	0,559	0,559	0,559	0,559
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of the wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	4,73	4,88	5,11	5,27	5,37
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	6,89	7,16	7,51	7,75	7,91
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	9,06	9,45	9,90	10,24	10,46

Т а б л и ц а 13

T a b l e 13

Результаты моделирования экспериментального МТА при D_wd = 0,343 м при (ϑ _m = 18 км/ч, L ₁ = 0,2565 м) ^.

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D _d = 0.343 m (ϑ _m = 18 km/h, L ₁ = 0.2565 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,343	0,343	0,343	0,343	0,343
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	4,46	4,63	4,85	5,01	5,11
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	6,55	6,83	7,16	7,40	7,56
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	8,64	9,03	9,47	9,80	10,01

Т а б л и ц а 14

T a b l e 14

Результаты моделирования экспериментального МТА при D_wd = 0,460 м при (ϑ _m = 18 км/ч, L ₁ = 0,2565 м) ^.

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D = 0.460 m (ϑ _m = 18 km/h, L ₁ = 0.2565 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,460	0,460	0,460	0,460	0,460
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	4,56	4,71	4,93	5,08	5,18
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	6,65	6,91	7,24	7,48	7,63
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	8,74	9,11	9,55	9,87	10,08

Т а б л и ц а 15

T a b l e 15

Результаты моделирования экспериментального МТА при D_wd = 0,508 м при (ϑ _m = 18 км/ч, L ₁ = 0,2565 м ) ^.

The results of simulating f an experimental machine-tractor unit at D _d = 0.508 m (ϑ _m = 18 km/h, L ₁ = 0.2565 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,508	0,508	0,508	0,508	0,508
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	4,60	4,74	4,96	5,11	5,21
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	6,69	6,94	7,27	7,51	7,66
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	8,78	9,14	9,58	9,90	10,11

Т а б л и ц а 16

T a b l e 16

Результаты моделирования экспериментального МТА при D_wd = 0,545 м при (ϑ _m = 18 км/ч, L ₁ = 0,2565 м) ^.

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D = 0.545 m (ϑ _m = 18 km/h, L ₁ = 0.2565 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,545	0,545	0,545	0,545	0,545
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	4,64	4,77	4,98	5,14	5,23
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	6,72	6,97	7,29	7,53	7,68
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	8,81	9,17	9,61	9,93	10,13

Т а б л и ц а 17

T a b l e 17

Результаты моделирования экспериментального МТА при D_wd = 0,559 м при (ϑ _m = 18 км/ч, L ₁ = 0,2565 м) ^.

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D _d = 0.559 m (ϑ _m = 18 km/h, L ₁ = 0.2565 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,559	0,559	0,559	0,559	0,559
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	4,65	4,78	4,99	5,15	5,24
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	6,73	6,98	7,30	7,54	7,69
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	8,82	9,17	9,61	9,93	10,14

Т а б л и ц а 18

T a b l e 18

Результаты моделирования экспериментального МТА при D_wd = 0,343 м при (ϑ _m = 18 км/ч, L ₁ = 0,3195 м) ^.

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D = 0.343 m (ϑ _m = 18 km/h, L ₁ = 0.3195 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,343	0,343	0,343	0,343	0,343
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	5,49	5,71	5,98	6,18	6,31
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	8,09	8,45	8,86	9,17	9,36
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades pera needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	10,69	11,19	11,74	12,15	12,42

Т а б л и ц а 19

T a b l e 19

Результаты моделирования экспериментального МТА при Dwd = 0,460 м при (ϑm = 18 км/ч, L1 = 0,3195 м) / .

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D _d = 0.460 m (ϑ _m = 18 km/h, L ₁ = 0.3195 m) ^w.d

Наименование параметра /	Значение параметров /
Name of the parameter	The value of the parameters

Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,460	0,460	0,460	0,460	0,460
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	5,59	5,79	6,06	6,26	6,39
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	8,19	8,53	8,94	9,24	9,44
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	10,79	11,27	11,82	12,22	12,49

Т а б л и ц а 20

T a b l e 20

Результаты моделирования экспериментального МТА при D_wd = 0,508 м при (ϑ _m = 18 км/ч, L ₁ = 0,3195 м) ^.

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D = 0.508 m (ϑ _m = 18 km/h, L ₁ = 0.3195 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,508	0,508	0,508	0,508	0,508
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	5,63	5,82	6,09	6,29	6,41
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	8,23	8,56	8,97	9,27	9,47
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	10,83	11,30	11,85	12,25	12,52

Т а б л и ц а 21

T a b l e 21

Результаты моделирования экспериментального МТА при D_w.d = 0,545 м при (ϑ _m = 18 км/ч, L ₁ = 0,3195 м)

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D _d = 0.545 m

(ϑ _m = 18 km/h, L ₁ = 0.3195 m) ^w.d

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,545	0,545	0,545	0,545	0,545
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	5,66	5,85	6,12	6,31	6,44
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	8,26	8,59	9,00	9,30	9,49
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	10,86	11,33	11,87	12,28	12,54

Т а б л и ц а 22

T a b l e 22

Результаты моделирования экспериментального МТА при D d = 0,559 м при (ϑm = 18 км/ч, L1 = 0,3195 м) .

The results of simulating an experimental machine-tractor unit at D = 0.559 m

(9 m = 18 km/h, L 1 = 0.3195 m) “

Наименование параметра / Name of the parameter	Значение параметров / The value of the parameters
Диаметр волнистого диска D_wd , м / Diameter of the wave disk D_w.d , m ^.	0,559	0,559	0,559	0,559	0,559
Количество волнистых дисков k_wd , шт. / Number of wave discs k_w.d , pcs ^.	4	4	4	4	4
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per needle disc, k_sb , pcs	4	4	4	4	4
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	5,67	5,86	6,13	6,32	6,45
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	6	6	6	6	6
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	8,27	8,60	9,01	9,30	9,50
Количество лопаток на игольчатом диске k_sb , шт. / Number of blades per a needle disc, k_sb , pcs	8	8	8	8	8
Производительность ТДК, га/ч / Performance of the turbo disc cultivator ( W ), ha/h	10,87	11,34	11,88	12,29	12,55

При скорости движения 15 км/ч и длине иглы с лопаткой L 1 = 0,2565 м производительность ТДК повышается. Увеличение количества лопаток приводит к росту производительности с 3,72 до 8,34 га/ч (в 2,242 раз). При росте диаметра волнистого диска D wd = 0,343-0,559 м и количества лопаток ( k sb = 4-8 шт.) производительность практически остается неизменной (3,72–8,45 га/ч).

В целом производительность повышается с 4,58 до 10,46 га/ч с ростом количества лопаток на игольчатом диске. При увеличении иглы с лопаткой с 0,2565 до 0,3195 м и скорости движения агрегата 15 км/ч W = 3,72–10,46 га/ч, т. е. ТДК становится производительнее в 2,812 раза.

Развитие скорости движения агрегата до 18 км/ч и изменение диаметра волнистого диска с 0,343 до 0,559 м при длине лопатки 0,2565 м повышает производительность с 4,46 до 10,14 га/ч, т. е. в 2,274 раз. При той же скорости движения и длине лопатки 0,3195 м производительность ТДК увеличивается с 5,49 до 12,55 га/ч (в 2,286 раз) при росте диаметра волнистого диска. При этом, если длина иглы с лопаткой L ₁ = 0,2565–0,3195 м производительность повышается с 4,46 до 12,55 га/ч, т. е. в 2,814 раз.

Таким образом, увеличение скорости движения агрегата с 15 до 18 км/ч и длины иглы с лопаткой приводит к повышению производительности с 3,72 до 12,55 га/ч, т. е. в 3,374 раз (таблицы 3–12).

ОБСУЖДЕНИЕ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного моделирования процесса ВОП путем варьирования скорости движения машинно-тракторного агрегата, который состоит из разработанного турбодискового культиватора и энергетического средства, длины Technologies, machinery and equipment 35

иглы с лопаткой, диаметра волнистого диска, производительность ТДК повысилась с 3,72 до 12,55 га/ч, что также возможно при увеличении количества волнистых дисков и лопаток на игольчатом диске. Сопоставив эти данные со средними значениями производительности, выведенными в других исследованиях, выявлено расхождение на 6,8 % [27]. Так, при движении агромашины со скоростью 15 км/ч и длине игл 0,257–0,320 м производительность составляет: при 4 лопатках – 3,72–5,37 га/ч; при 6 лопатках – 5,46–7,91 га/ч; при 8 лопатках – 7,20–10,46 га/ч. При дальнейшем увеличении скорости до 18 км/ч производительность увеличивается: с 4,46 до 6,45 га/ч с 4 лопатками; с 6,55 до 9,50 га/ч с 6 лопатками; с 8,64 до 12,55 га/ч с 8 лопатками.

Предложенная блок-схема алгоритма позволяет оптимизировать производительность турбодискового культиватора в зависимости от конструктивных параметров дисковых рабочих органов, эксплуатационных его показателей.

К ограничениям исследования можно отнести недостаточную информационную оснащенность о конструкциях ТДК для ВОП, а также о конструктивных параметрах их рабочих органов, что затрудняет оценку производительности. Вследствие этого необходимо проводить сравнение с культиваторами для мелкой и поверхностной обработки почвы.

Практической значимостью исследования является теоретическое обоснование рациональной производительности турбодискового культиватора для вертикальной обработки почвы, а также блок-схема алгоритма, которая позволяет выбрать оптимальную производительность турбодискового культиватора при различных режимных показателях и конструктивных параметрах рабочих органов.

Перспективой исследования является разработка и поиск новых технических решений для модернизации конструкций рабочих органов ТДК с целью повышения его производительности при снижении энергоемкости.