Определение параметров установки на пахотный агрегат дополнительных устройств для разделки почвенного пласта

УДК 631.312

Чеботарев В., д-р. техн. наук, проф.,

https://orcid.org/0000-0003-0873-9152, e-mail: v.p.chebotarev@tut.by;

Крук И., канд. тех. наук, доц.,

https://orcid.org/0000-0002-0333-2065, e-mail: kruk_igar@mail.ru;

Назаров Ф., канд. тех. наук, +375295576543,

https://orcid.org/0000-0001-5946-8941, e-mail: windor1989@gmail.com;

Чигарев Ю., д-р. Ф.-м. наук, проф.,

https://orcid.org/0000-0001-6529-9013, e-mail: yuri.chigarev.44@bk.ru;

Яновский Д.,

https://orcid.org/0000-0002-6195-9915, e-mail: yanovskyd31@gmail.com.

Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет, г. Минск, Республика Беларусь

Аннотация. Статья посвящена вопросу проектирования дополнительных орудий для разделки и поверхностной обработки почвенных пластов к оборотным плугам.

Целью работы является определение параметров установки дополнительных устройств для разделки почвенного пласта на пахотный агрегат.

Методы. Теоретические и экспериментальные исследования процесса движения пласта почвы по лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга и за ее пределами.

Результаты. Анализ движения частицы почвы, вылетающей с верхней кромки отвала корпуса плуга, позволил получить аналитические зависимости для определения дальности отбрасывания частиц почвенного пласта в зависимости от геометрических параметров рабочей поверхности корпуса плуга (расстояние от поверхности почвы до верхней кромки отвала, углы наклона кромки отвала) и кинематических параметров почвенного пласта (рабочая скорость движения агрегата, скорость движения пласта на кромке отвала_, время полета частицы почвы).

Представлено исследование движения пласта почвы по лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга. Сечение лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга перпендикулярное лемеху описывается уравнением «перевернутой» циклоиды и для его получены зависимости позволяющие определить кинематические параметры движения пласта по рабочей поверхности корпуса плуга в зависимости от его типа и свойств почвы.

Полученные в статье зависимости позволяют на этапе проектирования катковых приставок к пахотным агрегатам определить параметры установки, при которых затраты энергии на процесс вспашки будут минимальны.

Выводы. Получены аналитические зависимости, определяющие кинематические и технологические параметры движения пласта почвы по рабочей поверхности плужного корпуса, сечение которой в ортогональной лемеху плоскости имеет вид «перевернутой» циклоиды, от переменных конструктивных и технологических параметров плуга и условий его работы, позволяющие обосновать расстояние установки катковой приставки относительно корпуса с учетом предложенного поправочного коэффициента, который зависит от физико-механических свойств почвы и ее гранулометрического состава.

Ключевые слова: вспашка, плуги, дополнительные устройства, катковые приставки, пласт, почва.

Читати повну версію статті

Determination of the installation parameters for additional attachments on the plowing unit for soil tillage

Chebotarev V., D-r Tech. Scs, Prof.,

https://orcid.org/0000-0003-0873-9152, e-mail: v.p.chebotarev@tut.by;

Kruk I.., PhD Tech. Scs., Associate Prof.,

https://orcid.org/0000-0002-0333-2065, e-mail: kruk_igar@mail.ru;

Nazarov F., PhD Tech. Scs, +375295576543,

https://orcid.org/0000-0001-5946-8941, e-mail: windor1989@gmail.com;

Chigariev Y., D-r Phys.-Math. Scs., Prof.,

https://orcid.org/0000-0001-6529-9013, e-mail: yuri.chigarev.44@bk.ru;

Yanovsky D.,

https://orcid.org/0000-0002-6195-9915, e-mail: yanovskyd31@gmail.com.

Belarusian State Agrarian Technical University, Minsk, Republic of Belarus

Summary. This article is dedicated to the subject of designing additional tools for use with reversible ploughs that cuts and loosens topsoil.

The aim is to reduce power consumption spent for soil tillage by using reversible ploughs with roller cultivators.

Methods. Theoretical and experimental studies of the topsoil movement on the plough’s wing, the mouldboard and beyond.

Results. Analysis  of the movement of soil particles falling from the top edge of the plough’s moulboard has allowed to obtain analytical dependence for determining the size range of soil particles based on the geometry of the working surface of the plough’s body (distance from the soil surface to the top edge of the  mouldboard, the angles of the edge of the mouldboard) and the kinematic parameters of the soil (speed of the plough and roller cultivator, soil particles speed on the edge of mouldboard, soil particles descent time).

A research, on the movement of the soil particles, on the mouldboard surface of the plough's body is presented. The section through the mouldboard perpendicular to the wing of the plough is described by the equation of the "inverted" cycloid  and based on it the dependences have been obtained to determine the kinematic parameters of the movement of the soil particles on the surface of the plough’s body, depending on the mouldboard type and properties of the soil.

Results obtained in this article allow to design the roller cultivators for reversible ploughs with determined parameters of installation, in which the power consumption costs of the plowing process will be minimal.

Conclusions. Obtained analytical dependences, that determine kinematic and technological parameters of the soil movement on the working surface of the plow, the section through the orthogonal wing that has the form of an "inverted"cycloid, the variable design and technological parameters of the plough and the conditions of its operation, allowing to justify the installation parameters of the roller cultivator relative to the plough, taking into account the proposed correction ratio, which depends on the mechanical properties of the soil and its structure.

Key words: plowing, plows, additional, roller attachments, seam, soil.

Визначення параметрів встановлення на орний агрегат додаткових пристроїв для обробки ґрунтового пласта.

Чеботарев В., д-р. техн. наук, проф.,

https://orcid.org/0000-0003-0873-9152, e-mail: v.p.chebotarev@tut.by;

Крук І., канд. тех. наук, доц.,

https://orcid.org/0000-0002-0333-2065, e-mail: kruk_igar@mail.ru;

Назаров Ф., канд. тех. наук, +375295576543,

https://orcid.org/0000-0001-5946-8941, e-mail: windor1989@gmail.com;

Чигарев Ю., д-р. ф.-м. наук, проф.,

https://orcid.org/0000-0001-6529-9013, e-mail: yuri.chigarev.44@bk.ru;

Яновский Д.,

https://orcid.org/ 0000-0002-6195-9915; e-mail: yanovskyd31@gmail.com.

Установа освіти Білоруський державний аграрний технічний університет, м. Мінськ, Республіка Білорусь

Анотація. Стаття присвячена питанню проектування додаткових знарядь для обробки та поверхневої обробки ґрунтових пластів до оборотних плугів.

Метою роботи є визначення параметрів встановлення додаткових пристроїв для обробки ґрунтового пласта на орний агрегат.

Методи. Теоретичні та експериментальні дослідження процесу руху пласта ґрунту по лемішно-відвальній поверхні корпусу плуга та за її межами.

Результати. Аналіз руху частинки ґрунту, який вилітає з верхньої крайки відвала корпусу плуга, дав змогу отримати аналітичні залежності для визначення дальності відкидання частинок ґрунтового пласта залежно від геометричних параметрів робочої поверхні корпусу плуга (відстань від поверхні ґрунту до верхньої кромки відвала, кути нахилу крайки відвала) і кінематичних параметрів ґрунтового пласта (робоча швидкість руху агрегата, швидкість руху пласта на крайці відвала, час польоту частки ґрунту).

Представлено дослідження руху пласта ґрунту по лемішно-відвальній поверхні корпусу плуга. Перетин лемішно-відвальної поверхні корпусу плуга перпендикулярний до лемеша описується рівнянням «перевернутої» циклоїди і для його отримані залежності дають змогу визначити кінематичні параметри руху пласта по робочій поверхні корпусу плуга залежно від його типу і властивостей ґрунту.

Отримані у статті залежності дають змогу на етапі проектування коткових приставок до орних агрегатів визначити параметри установки, у яких витрати енергії на процес оранки будуть мінімальні.

Висновки. Отримано аналітичні залежності, які визначають кінематичні та технологічні параметри руху пласта ґрунту по робочій поверхні плужного корпусу, переріз якого в ортогональній лемешу площині має вигляд «перевернутої» циклоїди, від змінних конструкційних і технологічних параметрів плуга та умов його роботи, що дають змогу обґрунтувати відстань. корпусу з урахуванням запропонованого поправного коефіцієнта, який залежить від фізико-механічних властивостей ґрунту та його гранулометричного складу.

Ключові слова: оранка, плуги, додаткові пристрої, коткові приставки, пласт, ґрунт.