Методика сравнения различных форм лезвия плоских ножей роторного культиватора

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. В процессе обработки почвы, плоские ножи роторных культиваторов должны осуществлять процесс резания почвы и сорняков с минимальной энергоёмкостью и не забиваться сорной растительностью, что обусловлено соответствием параметров их лезвий условиям эксплуатации. Однако, несмотря на обилие работ, посвященных исследованию рабочего процесса плоских ножей роторных культиваторов, отсутствует методика, позволяющая провести сравнительную оценку различных форм их лезвий.

Цель работы — разработка методики сравнения различных форм лезвия плоских ножей роторных культиваторов.

Методы. Дизайн исследования предусматривал изучение вопросов: уточнение условия схода сорняков с криволинейного лезвия плоского ножа, совершающего плоскопараллельное движение; определение уравнения кривой лезвия ножа, удовлетворяющего условию схода сорняков с лезвия; разработку методов сравнительного анализа энергоемкости процесса резания почвы плоскими ножами с лезвиями различной формы; экспериментальную проверку теоретических положений.

Объектами исследования являлись процессы взаимодействия сорняков и почвы с лезвиями плоских ножей различной формы. Исследования проводились в течение 2022 и 2023 годов.

Результаты. Уточнено условие схода сорняков с криволинейного лезвия плоского ножа (более информативная форма записи), совершающего плоскопараллельное движение, опираясь на которое, получено уравнение рациональной кривой лезвия. Разработана комплексная методика сравнения различных форм лезвий плоских ножей роторных культиваторов, по критериям соблюдения условия схода сорняков с лезвия и энергоемкости резания почвы. Приведены примеры применения методики для анализа различных форм лезвий плоских ножей роторных культиваторов и создания одной из эффективных форм, а также результаты экспериментальных исследований.

Заключение. Предложенная методика позволяет дать конкретные практические рекомендации по целесообразности использования ножей той или иной формы в рассматриваемых условиях эксплуатации с учетом режимных параметров работы машин, а также создавать эффективные комбинированные лезвия.

Об авторах

Анатолий Бештауович Кудзаев

Горский государственный аграрный университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: akudzaev@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-5973-9932
SPIN-код: 2310-4400
Scopus Author ID: 57195590602

д-р техн. наук, профессор кафедры «Технические системы в агробизнесе»

Россия, Владикавказ

Рита Владимировна Калагова

Северо-Осетинская государственная медицинская академия

Email: kudzaevaf@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-6670-8704
SPIN-код: 2930-6180

д-р хим. наук, доцент кафедры «Химии и физики»

Россия, Владикавказ

Список литературы

  1. Rotary Cultivator Market-Industry Analysis and Forecast 2023-3039: by Blade, Power, End-User, and Region [internet] Дата обращения: 7.11.2023. Режим доступа: https://www.maximizemarketresearch.com/market-report/global-rotary-cultivator-market/71467/#
  2. Sexson B.S. Land-Pulverizer. Patent US503006A. Patented August 8, 1893. Дата обращения: 7.11.2023. Режим доступа: https://patents.google.com/patent/US503006A/en
  3. Johnson C.N., Stephenson W.H., Nash J.H. Rotor blade for rotary cultivators. Patent US2679200, Patented May 25, 1954. Дата обращения: 7.11.2023. Режим доступа: https://patents.google.com/patent/US2679200A/en
  4. Sakai J. Theoretical Approach to the Hand Tractor of Rotary Tillage // JARQ. 1974. Vol. 8. № 3. P. 153–158. Дата обращения: 7.11.2023. Режим доступа: https://www.jircas.go.jp/sites/default/files/publication/jarq/08-3-153-158_0.pdf
  5. Sakai J. Designing Process and Theories of Rotary Blades for Better Rotary Tillage (Part 1) // JARQ. 1978. Vol. 12, N 2. P. 86–93. [дата обращения: 28.02.2023] Доступ по ссылке: https://www.jircas.go.jp/sites/default/files/publication/jarq/12-2-086-093_0.pdf
  6. Sakai J., Shibata J., Tagushi T. Design Theory of Edg-Curves for Rotary Blades of Tractors // Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery. 1976. Vol. 38, N 2. P. 183–190. doi: 10.11357/jsam1937.38.183
  7. Ju J-S, Luan J-M, Cheng C-W. Trajectory Angles and Cultivating Dynamics for Tiller Blades //Journal of Agricultural Machinery. 2004. Vol. 13, N. 1. P. 1–15. doi: 10.30062/JAM.200403.0001
  8. Mc Keys E. Soil Cutting and Tillage. NewYork:Elsevier, 1985.
  9. Karmakar S. Numerical Modeling of Soil Flow and Pressure Distribution on a simple Tillage Tools using Computational Fluid Dynamics. [Internet]. Saskatoon: University of Saskatchewan, 2005. Дата обращения: 7.11.2023. Режим доступа: https://harvest.usask.ca/bitstream/handle/10388/etd-10282005-081153/PhD_Thesis_KARMAKAR_Subrata.pdf?sequence=1&isAllowed=y
  10. Aluko O.B. Finite element aided brittle fracture force estimation during two-dimensional soil cutting // Int. Agrophysics. 2008. Vol. 22. P. 5–15 Дата обращения: 7.11.2023. Режим доступа: http://www.international-agrophysics.org/pdf-106465-37307?filename=Finite%20element%20aided.pdf
  11. Hongbo Z., Hongwen L., Shaochun M., et al. The Effect of Various Edge-Curve Types of Plain-Straight Blades for Strip Tillage Seeding on Torque and soil Disturbance using DEM // Soil and Tillage Research. 2020. Vol. 202. P.104674. doi: 10.1016/j.still.2020.104674
  12. Chertkiattipol S., Nivamapa T. Variations of torque and specific tilling energy for different rotary blades // International Agricultural Engineering Journal. 2010. Vol. 19, No. 3. P. 1–14. doi: 10.1016/j.still.2020.104674
  13. Yuan Y., Wang J., Zhang X., Zhao S. Study on Tillage Resistance and Energy Consumption of a Plain strait Rotary Blade for Strip Tillage // Engenharia Agrícola. 2023. Vol. 43. doi: 10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v43n2e20220127/2023
  14. Горячкин В.П. Теория соломорезки и силосорезки. В кн.: Собрание сочинений: в 3-х т. М.: Колос, 1968. Т.3.C. 68-113.
  15. Горячкин В.П. Теория ручных ножниц и основные принципы их построения. В кн.: Собрание сочинений: в 3-х т. М.: Колос, 1968. Т.3. С. 120–133.
  16. Резник Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчёта режущих аппаратов. М.: Машиностроение, 1975.
  17. Зыбин Ю.П. Технология изделий из кожи. Москва: Лёгкая индустрия, 1975.
  18. Кравцова Е.В. Совершенствование аппарата и процесса квазистатической резки плодоовощного сырья на части. дисc. … канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2017. EDN: HNKQNV
  19. Канарев Ф.М. Ротационные почвообрабатывающие машины и орудия. М.: Машиностроение, 1983.
  20. Гаджиев П.И., Славкин В.И., Алексеев А.И., и др. Исследование работы почвообрабатывающей фрезы с зубчатым лезвием ножей // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина. 2020. № 1 (95). С. 14–18. doi: 10.34677/1728-7936-2020-1-14-18
  21. Драняев С.Б., Чаткин М.Н., Корявин С.М. Моделирование работы винтового Г-образного ножа почвообрабатывающей фрезы // Тракторы и сельхозмашины. 2017. Т. 84, № 7. C. 13–19. doi: 10.17816/0321-4443-66315
  22. Николаев В.А. Анализ циклического резания грунта // Вестник СибАДИ. 2019. Т. 16, № 6. С. 642–657. doi: 10.26518/2071-7296-2019-6-642-657
  23. Константинов Ю.В. Методика расчёта сопротивления и момента сопротивления резанию почвы прямым пластинчатым ножом фрезы // Тракторы и сельхозмашины. 2019. Т. 86, № 5. C. 31–39. doi: 10.31992/0321-4443-2019-5-31-39
  24. Кудзаев А.Б. Сравнение различных форм лезвия поступательно движущихся почвообрабатывающих рабочих органов // Тракторы и сельхозмашины. 2023. Т. 90, № 4. С. 337–349. doi: 10.17816/0321-4443-321315

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схемы к анализу взаимодействия криволинейного лезвия с объектом: a — схема скоростей объекта и действующих на него сил; b — основные фазы работы лезвия.

Скачать (217KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изменение угла τ и значений tg τ и ctg τ в точке касания лезвия с почвой в фазе заглубления ножа: a — изменение углов γ и τ; b — график функции tg τ; c — график функции ctg τ.

Скачать (149KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схемы к расчёту момента сопротивления резанию почвы криволинейным лезвием: a — составные части ножа; b — силы, приложенные к элементарному участку лезвия.

Скачать (168KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Схема к определению момента сопротивления резанию почвы по методу 2.

Скачать (41KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Схемы к рассмотренным примерам: а — формы краевых кривых анализируемых лезвий; b — энергосберегающий нож с комбинированной кромкой; 1 — прямая линия; 2 — спираль Архимеда; 3 — эксцентричная окружность; 4 — предложенная кривая (φc 45°); 5 — предложенная кривая (φc 55°).

Скачать (332KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».