vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2022-360-6-104-111vetpress-2159Research ArticleАГРОИНЖЕНЕРИЯ И ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИAGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGIESПути снижения детерминизма скоростей в почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатахWays to reduce the determinism of speeds in tillage machine-tractor unitshttps://orcid.org/0000-0002-3189-3759КазаковЮ. Ф.KazakovYu. F.

Казаков Юрий Федорович, доктор технических наук, профессор кафедры транспортно-технологических машин и комплексов

ул. К. Маркса, 29, г. Чебоксары

Kazakov Yuri Fedorovich, Doctor of Technical Sciences, Professor 

K. Marx st., 29, Cheboksary

ura.kazakov@mail.ruМедведевВ. И.MedvedevV. I.

Медведев Владимир Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры транспортно-технологических машин и комплексов

ул. К. Маркса, 29, г. Чебоксары

Medvedev Vladimir Ivanovich, Doctor of Technical Sciences, Professor 

K. Marx st., 29, Cheboksary

mvi1928@mail.ruПавловВ. С.PavlovV. S.

Павлов Владимир Степанович, кандидат технических наук, доцент кафедры транспортно-технологических машин и комплексов

ул. К. Маркса, 29, г. Чебоксары

Pavlov Vladimir Stepanovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor 

K. Marx st., 29, Cheboksary

pvstolikovo@mail.ruПыркинА. В.PyrkinA. V.

Пыркин Алексей Владиславович, аспирант кафедры транспортно-технологических машин и комплексов

ул. К. Маркса, 29, г. Чебоксары

Pyrkin Alexey Vladislavovich, graduate student 

K. Marx st., 29, Cheboksary

pyrkin.alexey@yandex.ruЧувашский государственный аграрный университетРоссияChuvash State Agrarian UniversityRussian Federation20223007202206104111Copyright © Казаков Ю.Ф., Медведев В.И., Павлов В.С., Пыркин А.В., 20222022Казаков Ю.Ф., Медведев В.И., Павлов В.С., Пыркин А.В.Kazakov Y.F., Medvedev V.I., Pavlov V.S., Pyrkin A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/2159

Актуальность. Одним из основных факторов повышения производительности машинно-тракторных агрегатов (МТА) является скорость поступательного движения. В большинстве случаев пахотные МТА имеют жесткую связь между составляющими. С ростом поступательного движения знергозатраты изменяются с положительным ускорением из-за повышения прочностных характеристик почвы. Целью исследований является изыскание возможностей снижения детерминизма скоростей составляющих машинно-тракторного агрегата, разработка оценочных показателей детерминизма скоростей, кинематический анализ комбинированного почвообрабатывающего рабочего органа-механизма.Методы. Мeтодика исследований базируется на системном анализе факторов, имеющих причинно-следственную связь с качественными и энергетическими показателями работы машинно-тракторных агрегатов. Пахотный слой рассматривается как трехфазная среда. Кинематический анализ проведен методами теоретической механики. Тяговое сопротивление определено в условиях почвенного канала.Результаты. Технологические параметры режимов работы, скорость, глубину хода почвообрабатывающих рабочих органов, направление движения вдоль склона можно менять в ограниченных взаимообусловленных пределах, соответствующих агротехническим, экологическим, эксплуатационным требованиям и требованиям безопасности персонала МТА. Предложены оценочные показатели детерминизма скоростей: кинематическая трансформация угла резания, качество крошения, максимум движущей силы при минимуме мощности на работу рабочих органов-движителей. Разработан комбинированный почвообрабатывающий рабочий орган-механизм для подпокровного рыхления в составе щелерезного ножа и пружинного кротователя, самоприспосабливающийся к изменению продольной твердости почвы. Рeзультаты кинематического анализа и экспериментальных исследований макетного образца рабочего органа в условиях почвенного канала подтвердили автоколебательный характер движения пружинного кротователя. Автоматическое поддержание необходимой степени детерминизма скоростей способствует снижению энергоемкости процесса щелевания с одновременным кротованием.

Relevance. One of the main factors in increasing the productivity of machine-tractor units (MTU) is the speed of translational motion. In most cases, the arable MTU have a rigid connection between the components. With the growth of translational motion, energy costs change with a positive acceleration due to an increase in the strength characteristics of the soil. The purpose of the research is to find ways to reduce the determinism of the speeds of the components of the machine-tractor unit, to develop estimated indicators of the determinism of speeds, kinematic analysis of the combined tillage working organ-mechanism.Methods. The research methodology is based on a systematic analysis of factors that have a causal relationship with the quality and energy performance of machinetractor units. The arable layer is considered as a three-phase medium. The kinematic analysis was carried out by methods of theoretical mechanics. The traction resistance is determined in the conditions of the soil channel.Results. The technological parameters of the operating modes, speed, depth of the tillage working bodies, the direction of movement along the slope can be changed within limited mutually dependent limits corresponding to agrotechnical, environmental, operational requirements and safety requirements of the MTU personnel. Estimated indicators of the determinism of speeds are proposed: kinematic transformation of the cutting angle, the quality of crumbling, the maximum of the driving force with a minimum of power for the work of the working bodies-movers. A combined tillage working organ-mechanism has been developed for undercover loosening as part of a cutting knife and a spring mole, self-adapting to changes in the longitudinal hardness of the soil. The results of kinematic analysis and experimental studies of a mock-up sample of a working organ in the conditions of a soil channel confirmed the self-oscillatory nature of the movement of the spring mole. Automatic maintenance of the necessary degree of determinism of speeds helps to reduce the energy intensity of the crevice process with simultaneous mowing.

машинно-тракторный агрегатподпокровное рыхлениекомбинированный рабочий органдетерминизм скоростейпути снижениякинематический анализтяговое сопротивлениеmachine-tractor unitundercover looseningcombined working bodyspeed determinismways to reducekinematic analysistraction resistanceReferencesКушнарев А., Кравчук В., Кушнарев С., Дюжаев В. Мониторинг плотности почвы пахотного горизонта в системе точного (управляемого) земледелия. Технiка и технологii в АПК. 2010; 9(12): 12–16.Kushnarev A., Kravchuk V., Kushnarev S. Dyuzhaev V. Monitoring the density of the soil arable layer in the system is accurate (controlled) agriculture. Texnika i texnologii v APK. 2010; 9(12):12–16. (In Russ.)Горячкин В.П. Собрание сочинений: в 3 т. Изд. 2-е. Москва: Колос, 1968. 720 с.Goryachkin VP. Collected works: in 3 vols. 2nd ed. Moscow: Kolos, 1968. 720 p. (In Russ.)Чаткин М.Н. Кинематика и динамика ротационных почвообрабатывающих рабочих органов с винтовыми элементами. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2008. 316 с.Chatkin MN. Kinematics and dynamics of rotary tillage working bodies with screw elements. Saransk: Izd-vo Mordov. unta, 2008. 316 p. (In Russ.)Макаров В.С. Совершенствование механического привода рабочих органов и движителей машинных агрегатов сельскохозяйственного назначения. Чебоксары: Чувашская государственная сельскохозяйственная академия. 2007. 238 c.Makarov VS. Improvement of mechanical drive of working bodies and movers of machine units for agricultural purposes. Cheboksary: Chuvashskaya gosudarstvennaya sel`skoxozyajstvennaya akademiya. 2007. 238 p. (In Russ.)Казаков Ю.Ф. Почвообрабатывающие рабочие органы – механизмы. Чебоксары: Чувашский госуниверситет, 2020. 164 с.Kazakov YuF. Tillage working bodies – mechanisms Cheboksary: Chuvashskij gosuniversitet, 2020. 164 p. (In Russ.)Valiev A, Mukhametshin I, Muhamadyarov F, at al. Theoretical substantiation of parameters of rotary subsoil loosener. Engineering for Rural Development. 18th international scientific conference. Jelgava. Latvia University of Life Sciences and Technologies. 2019; 312–318.Valiev A, Mukhametshin I, Muhamadyarov F, at al. Theoretical substantiation of parameters of rotary subsoil loosener. Engineering for Rural Development. 18th international scientific conference. Jelgava. Latvia University of Life Sciences and Technologies. 2019; 312–318.Yarullin F, Valiev A, Muhamadyarov F, at al. Determination of energy characteristics of conical rotary working tool for tillage Engineering for rural development. 19th international scientific conference. Jelgava. Latvia University of Life Sciences and Technologies. 2020; 1069–1075.Yarullin F, Valiev A, Muhamadyarov F, at al. Determination of energy characteristics of conical rotary working tool for tillage Engineering for rural development. 19th international scientific conference. Jelgava. Latvia University of Life Sciences and Technologies. 2020; 1069–1075.Haghighi K, Srivastsva AK, Steffe JF. The Rheological Approach to Soil Modeling. TRANSACTIONS of the ASAE. 1987; 30(6); 1661–1672.Haghighi K, Srivastsva AK, Steffe JF. The Rheological Approach to Soil Modeling. TRANSACTIONS of the ASAE. 1987; 30(6); 1661–1672.Пархоменко Г.Г. Принцип разработки технологического процесса обработки почвы в засушливых условиях юга России. Тракторы и сельхозмашины, 2018;6: 32 – 39.Parxomenko G.G. Principle of development of technological process of soil treatment in arid conditions of the South of Russia. Traktory` i sel`xozmashiny`. 2018; 6: 32 – 39. (In Russ.)Климанов А.В., Савельев А.Ю., Мокрицкий С.М. Некоторые результаты оценки качества работы следорыхлителя тракторов класса 1,4…3,0. Совершенствование конструкции и технологии использования сельскохозяйственной техники: Сб. трудов Самарской ГСХА.1999; 84–89.Klimanov A.V., Savel`ev A.Yu, Mokriczkij S.M. Some results of the evaluation of the quality of the work of the tractor follower of class 1.4...3.0. Sovershenstvovanie konstrukcii i texnologii ispol`zovaniya sel`skoxozyajstvennoj texniki: Sb. trudov Samarskoj GSXA 1999; 84–89. (In Russ.)Smirnov M., Smirnov P., Alexeev E., at al. Influence of soilprotective technologies on the characteristics of the soils of hop plants. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 2019. С. 012018.Smirnov M., Smirnov P., Alexeev E., at al. Influence of soilprotective technologies on the characteristics of the soils of hop plants. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 2019. С. 012018.Ветохин В.И., Беловед А.И., Прилепо Н.В., Алтыбаев А.Н. Регулирование и саморегулирование процессов в почвообработке Техническое и кадровое обеспечение инновационных технологий в сельском хозяйстве: материалы Международной научно-практической конференции. Белорусский государственный агротехнический университет. 2019; 2(1): 40–41.Vetoxin V.I., Beloved A.I., Prilepo N.V., Alty`baev A.N. Regulation and self-regulation of processes in tillage. Texnicheskoe i kadrovoe obespechenie innovacionny`x texnologij v sel`skom xozyajstve: materialy` Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Belorusskij gosudarstvenny`j agrotexnicheskij universitet. 2019; 2(1): 40 – 41. (In Russ.) .Констатинов Ю.В. Многокритериальная оптимизация параметров пружины конического рыхлителя. Теория и практика современной аграрной науки. Cборник национальной (Всероссийской) научной конференции. Новосибирский государственный аграрный университет. 2018; 191-193.Konstatinov Yu.V. Multi-criteria optimization of the parameters of the spring of the conical ripper. Teoriya i praktika sovremennoj agrarnoj nauki. Cbornik nacional`noj (Vserossijskoj) nauchnoj konferencii. Novosibirskij gosudarstvenny`j agrarny`j universitet.2018; 191 – 193. (In Russ.) .

The authors declare that there are no conflicts of interest present.