ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОДПРУЖИНЕННОГО ЛЕМЕХА С ЧАСТИЦЕЙ ПОЧВЕННОГО ПЛАСТА ОСНОВАННОЕ НА РЕШЕНИИ УРАВНЕНИЯ ЛАГРАНЖА ВТОРОГО РОДА
DOI 10.12737/2073-0462-2023-117-123 УДК 631.171
Ключевые слова:
подпружиненный лемех, комки почвы, движение частицы почвы, почвенный пласт, колебания, энергия колебаний.Аннотация
Уборка картофеля – важный процесс в технологии выращивания культуры. При его реализации необходимо не полное крошение поверхностного слоя почвы, а только разбивание ее комьев, что достигается путем введения в конструкцию лемеха пружины. При поступательном движении возникает сила, направленная в противоположную сторону, которая сжимает пружину. При уменьшении силы действующей на лемех она разжимается, при увеличении сжимается. Возникающие колебания передаются комьям почвы и, при достаточной силе воздействия, происходит их разрушение. Колебания лемеха приводят к изменению его кинетической энергии. Мгновенная энергия увеличивается и уменьшается, тогда, как средняя остается постоянной. Более полную информацию о взаимодействии лемеха с поверхностным слоем можно получить путем математического моделирования. Цель исследования – определение коэффициента сжатия пружины. Моделирование построено на решении уравнений Лагранжа второго рода в Декартовой системе координат с начальными и граничными условиями, определяемыми конструкцией лемеха. При составлении математической модели учитывали: – сила тяжести лемеха; – сила тяжести почвенного пласта; – сила упругости пружины, которая создает дополнительные колебания; – сила резания почвенного пласта; – сила трения почвенного пласта о поверхность лемеха, – нормальная реакция опорной поверхности лемеха и угол его входа в поверхностный слой. Моделирование позволило определить изменения мгновенного значения кинетической энергии, которое находится в диапазоне от 0 до 3,6 Дж. Оптимальная амплитуда колебаний лемеха при поступательном движении со скоростью 6 км/ч составила 0,02 м. Коэффициент жесткости пружины для суглинистых почв Рязанской области должен находиться в интервале 2200…3000 Н/м.
Литература
1. Лабораторно-полевые исследования модернизированной ботвоуборочной машины БД-4М / М. Б. Угланов, О. П. Иванкина, А. С. Попов [и др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2012. – № 78. – С. 403-412.
2. Оценка перспективной технологической схемы картофелеуборочного комбайна / И. А. Успенский, Г. К. Рембалович, М. Ю. Костенко, Р. В. Безносюк // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. – 2018. – № 1(49). – С. 262-269. – DOI 10.32786/2071-9485-2018-01-262-269.
3. Математическое моделирование работы подпружиненного лемеха картофелеуборочного комбайна / Ю. Н. Абрамов, М. Ю. Костенко, М. Б. Угланов, Ю. А. Юдаев // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. – 2022. – Т. 14, № 4. – С. 106-113. – DOI 10.36508/RSATU.2022.75.73.015.
4. Optimization of the energy consumption of the shredder of the tops for the sustainable development of agriculture / Y. N. Abramov, S. N. Borychev, M. Y. Kostenko [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volgograd, 12–14 мая 2021 года. – Volgograd, 2022. – P. 012001. – DOI 10.1088/17551315/965/1/012001.
5. Обоснование и определение параметров бороздообразователя картофелесажалки / М. Н. Калимуллин, Д. Т. Халиуллин, И. Х. Гайфуллин, Р. Р. Хамитов // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2022. – Т. 17, № 3(67). – С. 84-89. – DOI 10.12737/2073-0462-2022-84-89.
6. Development and theoretical study of the impact of the working body on the soil / M. N. Kalimullin, M. Z. Salimzyanov, V. F. Pervushin [et al.] // BIO Web of Conferences : International Scientific-Practical Conference “Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources”, Kazan, 26–28 мая 2022 года. Vol. 52. – Kazan: EDP Sciences, 2022. – P. 00056.
7. Evaluation of the significance of the contact model particle parameters in the modelling of wet soils by the discrete element method / S. Mudarisov, I. Farkhutdinov, R. Khamaletdinov [et al.] // Soil & Tillage Research. – 2022. – Vol. 215. – P. 105228. – DOI 10.1016/j.still.2021.105228.
8. Методика расчета и проектирование дозатора-распределителя почвы / И. Х. Гайфуллин, Д. Т. Халиуллин, М. Н. Калимуллин [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2023. – Т. 18, № 1(69). – С. 45-51. – DOI 10.12737/2073-0462-2023-45-51.
9. К вопросу развития и экономической эффективности мелиоративной отрасли Республики Татарстан / М. М. Хисматуллин, А. Р. Валиев, М. М. Хисматуллин [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2023. – Т. 18, № 2(70). – С. 199-205. – DOI 10.12737/2073-0462-2023-199-205.
10. Методический инструментарий оценки эффективности бюджетного финансирования вложений в обновление сельскохозяйственной техники и оборудования / Д. В. Кондратьев, Г. Я. Остаев, Г. С. Клычова [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2023. – Т. 18, № 2(70). – С. 178-190. – DOI 10.12737/2073-0462-2023-178-190.
11. Повышение эффективности использования земель сельскохозяйственного назначения на основе совершенствования правового механизма (на примере республики Татарстан) / И. Г. Гайнутдинов, М. М. Хисматуллин, Н. М. Асадуллин [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2023. – Т. 18, № 1(69). – С. 102-111. – DOI 10.12737/2073-0462-2023-102-111.
12. Ибятов, Р. И. О моделировании случайных процессов в агропромышленном комплексе / Р. И. Ибятов, Б. Г. Зиганшин // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2022. – Т. 17, № 1 (65). – С. 50-55. – DOI 10.12737/2073-0462-2022-50-55.
13. Инновационные машинные технологии в картофелеводстве России / С. С. Туболев, Н. Н. Колчин, Н. В. Бышов [и др.] // Тракторы и сельхозмашины. – 2012. – № 10. – С. 3-5.
14. Разработка и обоснование конструктивных и режимных параметров картофелесажалки / М. Н. Калимуллин, Р. Р. Багаутдинов, Р. Р. Хамитов [и др.] // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2022. – Т. 17, № 1(65). – С. 62-66. – DOI 10.12737/2073-0462-2022-62-66.
15. Substantiation of flat blade parameters for soil loosening / Y. N. Syromyatnikov, A. F. Mozgovsky, M. N. Kalimullin [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Krasnoyarsk, 18–20 ноября 2021 года. – Krasnoyarsk: IOP Publishing Ltd, 2022. – P. 042043. – DOI 10.1088/1755-1315/981/4/042043.
1. Uglanov MB, Ivankina OP, Popov AS. [Laboratory and field research of the modernized tops harvesting machine BD-4M]. Politematicheskii setevoi elektronnyi nauchnyi zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2012; 78. 403-412 p.
2. Uspenskiy IA, Rembalovich GK, Kostenko MYu, Beznosyuk RV. [Assessment of a promising technological scheme for a potato harvester]. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: Nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. 2018; 1(49). 262-269 p. – DOI 10.32786/2071-9485-2018-01-262-269.
3. Abramov YuN, Kostenko MYu, Uglanov MB, Yudaev YuA. [Mathematical modeling of the operation of a spring-loaded ploughshare of a potato harvester]. Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta im. P.A.Kostycheva. 2022; Vol.14. 4. 106-113 p. – DOI 10.36508/RSATU.2022.75.73.015.
4. Abramov YuN, Borychev SN, Kostenko MY. Optimization of the energy consumption of the shredder of the tops for the sustainable development of agriculture. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volgograd, 12-14 maya 2021 goda. Volgograd. 2022; 012001 p. – DOI 10.1088/1755-1315/965/1/012001.
5. Kalimullin MN, Khaliullin DT, Gayfullin IKh, Khamitov RR. [Justification and determination of the parameters of the furrow former of the potato planter]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2022; Vol.17. 3(67). 84-89 p. – DOI 10.12737/2073-0462-2022-84-89.
6. Kalimullin MN, Salimzyanov MZ, Pervushin VF. Development and theoretical study of the impact of the working unit on the soil. BIO Web of Conferences: International Scientific-Practical Conference “Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources”, Kazan, 26-28 maya 2022 goda. Vol.52. Kazan: EDP Sciences. 2022; 00056 p.
7. Mudarisov S, Farkhutdinov I, Khamaletdinov R. Evaluation of the significance of the contact model particle parameters in the modelling of wet soils by the discrete element method. Soil & Tillage Research. 2022; Vol.215. 105228 p. – DOI 10.1016/j.still.2021.105228.
8. Gayfullin IKh, Khaliullin DT, Kalimullin MN. [Methodology for calculation and design of a soil dispenser/distributor]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2023; Vol.18. 1(69). 45-51 p. – DOI 10.12737/2073-0462-2023-45-51.
9. Khismatullin MM, Valiev AR, Khismatullin MM. [On the issue of development and economic efficiency of the reclamation industry of the Republic of Tatarstan]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2023; Vol.18. 2(70). 199-205 p. – DOI 10.12737/2073-0462-2023-199-205.
10. Kondrat'ev DV, Ostaev GYa, Klychova GS. [Methodological tools for assessing the effectiveness of budget financing of investments in updating agricultural machinery and equipment]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2023; Vol.18. 2(70). 178-190 p. – DOI 10.12737/2073-0462-2023-178-190.
11. Gaynutdinov IG, Khismatullin MM, Asadullin NM. [Increasing the efficiency of use of agricultural land based on improving the legal mechanism (using the example of the Republic of Tatarstan)]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2023; Vol.18. 1(69). 102-111 p. – DOI 10.12737/2073-0462-2023-102-111.
12. Ibyatov RI, Ziganshin BG. [On modeling random processes in the agro-industrial complex]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2022; Vol.17. 1(65). 50-55 p. – DOI 10.12737/2073-0462-2022-50-55.
13. Tubolev SS, Kolchin NN, Byshov NV. [Innovative machine technologies in potato growing in Russia]. Traktory i sel'khozmashiny. 2012; 10. 3-5 p.
14. Kalimullin MN, Bagautdinov RR, Khamitov RR. [Development and justification of the design and operating parameters of a potato planter]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2022; Vol.17. 1(65). 62-66 p. – DOI 10.12737/2073-0462-2022-62-66.
15. Syromyatnikov YN, Mozgovsky AF, Kalimullin MN. Substantiation of flat blade parameters for soil loosening. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Krasnoyarsk, 18-20 noyabrya 2021 goda. Krasnoyarsk: IOP Publishing Ltd, 2022. 042043 p. – DOI 10.1088/1755-1315/981/4/042043.
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2026 ВЕСТНИК Казанского государственного аграрного университета
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Метаданные научных статей, включая название, аннотацию, сведения об авторах, список литературы, идентификаторы и иные элементы библиографического описания для дальнейшего неограниченного использования, передаются в редакцию с правом их неограниченного использования на условиях открытой лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
