Параметрические зависимости рабочего органа тяжелого культиватора с бионическим формообразованием
Автор: Пархоменко Г.Г., Камбулов С.И., Хозяев И.А., Полушкин О.А., Арженовский А.Г.
Журнал: Вестник аграрной науки Дона @don-agrarian-science
Рубрика: Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса
Статья в выпуске: 4 (64), 2023 года.
Бесплатный доступ
Обработка почвы является одним из основных процессов возделывания различных сельскохозяйственных культур, качество проведения которой влияет на урожайность, способствует повышению плодородия почвы. Одним из направлений современного научно-технического прогресса в области сельскохозяйственного машиностроения является повышение эффективности функционирования почвообрабатывающих машин. Создание новых машин невозможно без усовершенствования теоретической базы: математических моделей, учитывающих конструктивные и режимные параметры почвообрабатывающих машин и прочностные (физико-механические) свойства почвы. В данной работе представлена разработанная методика инженерного расчета рабочего органа тяжелого культиватора с бионическим формообразованием. Данная методика состоит из восьми этапов, где приведены формулы расчета угла раствора рабочего органа с учетом его внешнего трения с почвой, угла крошения, скорости культиватора, длины, ширины, высоты профильной проекции и скорости его рабочего органа, характерный размер кромка и значение тягового сопротивления - одного из основных параметров работы культиватора, влияющего на общую энергоемкость процесса культивации. На основании предложенной методики произведены расчеты и получены численные значения параметров и режимов работы культиватора. Расчет производится для мелкой обработки почвы, при которой глубина культивации составляет 6-16 см. Для этого угол раствора должен составлять 75-110 градусов, минимальный угол крошения - 15 градусов, скорость культиватора - до 14 км/ч, длина, ширина и высота - 30×45×6 см соответственно, характерный размер кромка - до 25 мм; при таких параметрах и режимах максимальное тяговое сопротивление составит 3,7 кН. Разработанная методика может быть использована для усовершенствования существующих и разработки новых машин для обработки почвы.
Рабочий орган тяжелого культиватора, параметры функционирования рабочего органа, инженерный расчет, мелкая обработка почвы, криволинейная поверхность
Короткий адрес: https://sciup.org/140303607
IDR: 140303607 | УДК: 631.312 | DOI: 10.55618/20756704_2023_16_4_41-47
Parametric dependences of the working organ of a heavy cultivator with bionic shaping
Tillage is one of the main processes of cultivation of various crops, the quality of which affects the yield, contributes to increasing soil fertility. One of the directions of modern scientific and technological progress in the field of agricultural engineering is to increase the efficiency of the functioning of tillage machines. The creation of new machines is impossible without improving a theoretical base: mathematical models that take into account design and operating parameters of tillage machines and strength (physical and mechanical) properties of the soil. This paper presents the developed method of engineering calculation of the working body of a heavy cultivator with bionic shaping. This technique consists of eight stages. There have been given formulae for calculating the angle of solution of the working body, taking into account its external friction with soil, crumbling angle, speed of the cultivator, length, width, height of the profile projection and speed of its working body, characteristic size of the edge and value of traction resistance - one of the main parameters of the cultivator, affecting the overall the energy intensity of the cultivation process. Based on the proposed methodology, there have been made calculations and numerical values of the parameters and operating modes of the cultivator were obtained. The calculation is made for shallow tillage, in which the cultivation depth being equal to 6-16 cm. To do this, the angle of the solution should be 75-110 degrees, the minimum crumbling angle is 15 degrees, the speed of the cultivator is up to 14 km/h, length, width and height 30×45×6 accordingly, the characteristic edge size is up to 25 mm. With such parameters and modes, the maximum traction resistance accounts to 3,7 kN. The developed technique can be used to improve existing and develop new machines for tillage.
Список литературы Параметрические зависимости рабочего органа тяжелого культиватора с бионическим формообразованием
- Лачуга Ю.Ф., Месхи Б.Ч., Пахомов В.И., Семенихина Ю.А., Камбулов С.И., Рудой Д.В., Мальцева Т.А. Исследование по возделыванию трититригии в полузасушливой зоне // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17. № 3. С. 34–42. DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-3-34-42. EDN: SWHEOO
- Рыжих Л.Ю., Копосов Г.Ф., Липатников А.И., Кольцова Т.Г. Роль севооборотов и рациональных способов основной обработки почвы в системе земледелия // Земледелие. 2014. № 2. С. 14–16. EDN: SBHAXP
- Mamkagh A. Effect of Soil Moisture, Tillage Speed, Depth, Ballast Weight and Used Implement on Wheel Slippage of the Tractor: A Review // Asian Journal of Advances in Agricultural Research. 2019. № 9 (1). Р. 1–7. DOI: 10.9734/AJAAR/2019/46706
- Panagos P., Borrelli P., Poesen J., Ballabio C., Lugato E., Meusburger K., Montanarella L., Alewel C. The new assessment of soil loss by water erosion in Europe // Environmental Science & Policy. 2015. № 54. Р. 438–447. DOI: 10.1016/j.envsci.2015.08.012
- Chappell A., Webb N. Using albedo to reform wind erosion modelling, mapping and monitoring // Aeolian Research. 2016. № 23. Р. 63–78. DOI: 10.1016/j.aeolia.2016.09.006
- Couvreur V., Vanderborght J., Draye X., Javaux M. Dynamic aspects of soil water availability for isohydric plants: Focus on root hydraulic resistances // Water Resources Research. 2014. № 50 (11). Р. 8891–8906. DOI: 10.1002/2014WR015608
- Botta G.F., Antille D.L., Bienvenido F., Rivero D., Contessotto E.E. Energy requirements for alleviation of subsoil compaction and the effect of deep tillage on sunflower (Helianthus annus L.) yield in the western region of Argentina’s rolling pampa // Engineering for Rural Development. Jelgava, 2019. № 22. Р. 174–178. DOI: 10.22616/ERDev2019.18.N216
- Helmana D., Lenskya I.M., Bonfilb D.J. Early prediction of wheat grain yield production from root-zone soil water content at heading using Crop RS-Met // Field Crops Research. 2019. № 232. Р.11–23. DOI: 10.1016/j.fcr.2018.12.003
- Nakhaei M., Tafreshi A.M., Tafreshi G.M. A New Approach in Comparison and Evaluation of the Overall Accuracy of Six Soil-Water Retention Models Using Statistical Benchmarks and Fuzzy Method // Eurasian Soil Science. 2021. № 54(5). Р. 716–72. DOI: 10.1134/S1064229321050136
- Niu G., Shao L.-T., Sun D.A., Guo X. A simplified directly determination of soil-water retention curve from pore size distribution // Geomechanics and Engineering. 2020. № 20(5). Р. 411–420. DOI:10.12989/gae.2020.20.5.411
- Анутов Р.М., Котельников В.Я., Козявин А.А., Котельников А.В., Тищенко Д.Е. Параметры устойчивости хода почвобрабатывающего агрегата / // Современные наукоемкие технологии. 2012. № 12. С. 12–13. EDN PKSYBV
- Лобачевский Я.П., Эльшейх А.Х. Теоретическое обоснование оптимального расстояния между рыхлительными лапами и дисками орудия с комбинированными рабочими органами // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2008. № 4(29). С. 36–39. EDN JWTGQR
- Никонов М.В. Силовые воздействия на культиваторную лапу в процессе работы и возможности их оценки // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2015. № 3. С. 177–181. EDN UOGVKN
- Пархоменко Г.С., Пархоменко С.Г., Пархоменко Г.Г. Расчёт в MATHCAD рабочих режимов тягово-приводных машинно-тракторных агрегатов // Достижения науки – агропромышленному производству: материалы XLIV Международной научно-технической конференции. Челябинск, 2005. С. 271–275. EDN: TUURNF
- Пархоменко Г.С., Пархоменко С.Г., Пархоменко Г.Г. Моделирование на ПЭВМ по программному комплексу "МВТУ" усовершенствованной силовой САР трактора МТЗ-80: материалы XLIII научно-технической конференции. Челябинск, 2004. С. 22–26. EDN: TUNIVN.
