CC BY
4
Научная статья
УДК 631.349.2
doi: 10.37670/2073-0853-2021-91-5-93-96
Теоретическое обоснование работы виноградооткрывочного приспособления с дисковыми рабочими органами
Алексей Евгеньевич Матущенко, Иван Иванович Рудченко,
Александр Александрович Полуэктов, Михаил Александрович Воробьёв
Кубанский государственный аграрный университет
Аннотация. В литературе недостаточно внимания уделено вопросу теоретического обоснования работы виноградооткрывочного приспособления с дисковыми рабочими органами. В статье предпринята попытка осветить некоторые новые вопросы теоретического обоснования указанного приспособления. Выведена формула, определяющая форму траектории точки кромки диска в зависимости от диаметра и других параметров. Усовершенствование дискового рабочего органа в соответствии с предложенной формулой позволяет улучшить качественные показатели работы приспособления ПРВН-74000. Скорость скольжения диска виноградооткрывочного приспособления по побегам и почве уменьшается при увеличении диаметра диска, в результате прочность коры побегов увеличивается. Уменьшаются скорости изгиба побегов и забора почвы, увеличивается высота подъёма побегов. На приспособление ПРВН-74000 рекомендуется устанавливать диски увеличенного диаметра - 930 мм.
Ключевые слова: виноградооткрывочное приспособление, укрывной вал, кромка диска, скорость скольжения, увеличение диаметра.
Для цитирования: Теоретическое обоснование работы виноградооткрывочного приспособления с дисковыми рабочими органами / А.Е. Матущенко, И.И. Рудченко, А.А. Полуэктов [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 5 (91). С. 93 - 96. doi: 10.37670/20730853-2021-91-5-93-96.
Original article
Theoretical substantiation of the work of a grape-opening devices with disc working bodies
Alexey E. Matushchenko, Ivan I. Rudchenko, Aleksander A. Poluektov, Mikhail A. Vorobiev
Kuban State Agrarian University
Abstract. In the literature, not enough attention is paid to the issue of theoretical substantiation of the operation of the grape opening device with disc working bodies. The article attempts to elucidate some new questions of the theoretical substantiation of this adaptation. A formula is derived that determines the shape of the trajectory of a point of the disk edge depending on the diameter and other parameters. Improvement of the disk working body in accordance with the proposed formula improves the quality indicators of the PRVN-74000 device. The sliding speed of the grape opening device disk along the shoots and soil decreases with increasing disk diameter, as a result of which the strength of the shoot bark increases. The rates of bending of shoots and soil intake decrease, and the height of the shoots' rise increases. It is recommended to install disks of increased diameter - 930 mm on the PRVN-74000 device.
Keywords: grape opening device, cover roll, disc edge, sliding speed, increase in diameter.
For citation: Theoretical substantiation of the work of a grape-opening devices with disc working bodies / A.E. Matushchenko, I.I. Rudchenko, A.A. Poluektov et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 91(5): 93 - 96. (In Russ.). doi: 10.37670/2073-0853-2021-91-5-93-96.
В современном сельском хозяйстве применяется различная техника с дисковыми рабочими органами: почвообрабатывающая, посевные и др. агрегаты [1 - 4]. Вопросы теоретического обоснования работы виноградооткрывочного приспособления с дисковыми рабочими органами в литературе освещены недостаточно.
Ось X направлена вдоль укрывного вала, ось 2 - вертикально, а ось У - в сторону междурядий. Для лучшего забора почвы диск наклонён вперед по ходу движения агрегата на угол £ и вбок к центру укрывного вала на угол р. Нами при исследовании приспособления ПРВН-74000 в полевых условиях найдены оптимальные значения углов наклона диска: £ = 8°50' и в = 5°10'. Горизонтальная проекция траектории точки кром-
ки диска АОВ представляет трахоиду. Врезаясь в укрывной вал по кривой АО, диск набирает на себя почву, а также перемещает её вдоль укрывного вала. Выходя из укрывного вала по кривой ОВ, диск выносит из него почву, продолжая перемещать ее вдоль укрывного вала.
Цель и задачи исследования заключаются в выведении формулы траектории кромки диска в виноградооткрывочном приспособлении и нахождении основных кинематических параметров диска.
Материал и методы. Скольжение при вращении может быть выражено коэффициентом, который равен отношению разности теоретической и действительной угловой скорости вращения диска к теоретической скорости вращения:
6 =
Ü)T — Ü) Ü)T
, <От > О),
(1)
где = У/Я - теоретическая угловая скорость вращения диска;
- действительная угловая скорость вращения диска;
У - скорость виноградооткрывочной машины; Я - радиус диска.
Текущий угол поворота диска а определяется произведением угловой скорости на время поворота:
Ж1 - б)
а = coi =
R
(2)
R
высота подъёма побегов НСр определяется интегрированием уравнения (6):
ДсобР/
M2COS23
sins I —--arceos
Hq> = ~2h\ 2
(7)
\—(ДсоэР - 2h)y¡hQ\cos^ - h);
Чем меньше будет скольжение АВ, тем меньше будет и сгруживание почвы впереди диска, тем большим в то же время будет вынос её из укрывного вала. Испытывая уравнения (5) на минимум, находим такой диаметр, при котором скольжение его вдоль укрывного вала будет наименьшим:
где t - время.
Суммарное наибольшее поступательное скольжение диска вдоль укрывного вала равно AB, оно вызывает сгруживание почвы впереди диска. Проекция траектории кромки диска A'B'C' на продольную вертикальную плоскость O'XZ представляет собой синусоиду (рис. 1). Точки кромки диска в пространстве движутся по эпивинтовой линии. При врезании и входа из укрытия вала диск производит подъём побегов [5].
Отрезок СК1 обозначает радиус диска, повернувшегося на угол а из положения КО. Проекции траекторий точки С кромки диска на оси координат выражаются уравнениями:
х = Vt — físina • cose = R ( — sina • cose), (3)
y = R(l- cosa)cosp. (4)
Уравнение трахоиды АОВ находится совместным решением уравнений (3) и (4):
h
Д=^р(1 + (1 + (1-б)С05£)2).
(8)
- (5)
Наибольшая высота подъёма побегов диском в укрывном вале Н равна:
Н = 2T?sina • sine ■ cos(3 = 2sme-,J/i(flcos(3 - h), (6)
где Д - диаметр диска.
Скольжение б не влияет на высоту подъёма побегов. При увеличении диаметра диска Д или глубины h побеги поднимаются на большую высоту H. При большей высоте подъёма увеличивается количество открытых побегов. Средняя
Результаты исследования. Скорость скольжения диска вдоль укрывного вала по почве и побегам определяется дифференцированием уравнения (3):
„в = к(1-(1-6)(1-^)сои). (9)
При И = 0 (в точке О, рис. 1)
Уск = - (1 - б)собе). (10)
Диск с наименьшей скоростью скользит по почве и побегам. В момент входа и выхода диска скорость скольжения имеет наибольшую величину. Скорость скольжения его прямо пропорциональна скорости виноградооткрывочной машины У [6, 7].
Скорость изгиба диском побегов и забора почвы определяется дифференцированием уравнения (4):
2У(1 - 5)
V =
"изг
д
-V№osp-/i). (11)
Скорость диска равна:
^сум — V^cк "I" Киг
'сум _ "V 'ск 1 'изг ■ (12)
Средняя скорость изгиба побегов рассчитывается как:
V
"изг ср
_1 [h ~hj0
К.ЗГ
7(1 - 6) dh — х
Д2соб2Р / 2h \ ---arceos 1 - ——- -
2 V Дсоэр/
-(ДсобР - 2/i)V/i(Acosp - К)
2 Rh 2h
(13)
При увеличении скольжения б скорости Уизг и Уизг Ср уменьшаются, при увеличении диаметра Д они также уменьшаются, а при увеличении глубины И увеличиваются.
Средняя скорость скольжения равна:
V 'скср
И:к dh =
1 fh Ы1
Рис. 1 - Траектория кромки диска в укрывном вале
(14)
2Л \ Дсоэр;
С увеличением б и И средняя скорость скольжения увеличивается, а с увеличением диаметра диска - уменьшается (рис. 2):
кривая 1: б = 0,05, И = 200 мм; кривая 2: б = 0,11, И = 200 мм; кривая 3: б = 0,11, И = 275 мм; кривая 4: б = 0,17, И = 275 мм. Прочность коры уменьшается при увеличении скорости скольжения V наконечника прибора по побегу [8].
Особенно интенсивно происходит уменьшение прочности до скорости 1,5 м/с. Прочность коры характеризовали удельным давлением ркг/ мм, которое равно отношению наименьшего повреждающего усилия к ширине повреждённой полосы коры. На рисунке 3 показаны удельные давления, производящие полные повреждения коры, т.е. повреждения её до луба [9, 10].
При увеличении диска с 700 до 930 мм средняя скорость скольжения диска по побегу уменьшается с 0,660 до 0,533 м/с, V = 1,40 м/с [11, 12]. Прочность коры однолетних рукавов увеличивается на 4,40 %. Высота подъёма коры побегов увеличивается на 24,1 %. Скольжение диска вдоль укрывного вала АВ уменьшается на 4,09 %.
600 800
1200 Dm
Рис. 2 - Скорости скольжения диска
_ Риаинг
--- Ркоцителц
N
ч S ч V
■ - — — -
V, м/сех
Ц5 1 15 2 Скорость скольжения наконечника Рис. 3 - Прочность коры однолетних рукавов
Вывод. При увеличении диаметра диска виноградооткрывочного приспособления уменьшаются скорость скольжения дика по побегам и почве, отчего прочность коры побегов увеличивается. Уменьшаются скорости изгиба побегов и забора почвы, увеличивается высота подъёма побегов. Качественные показатели работы приспособления ПРВН-74000 улучшаются. На это приспособление мы рекомендуем устанавливать диски увеличенного диаметра, равного 930 мм.
Литература
1. Ротационные дисковые рабочие органы как базовый элемент в комбинированных агрегатах для обработки почвы и посева / Е.И. Трубилин, К.А. Сохт, В.И. Коновалов [и др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2013. № 91. С. 465 -497.
2. Припоров Е.В., Титученко А.А., Самурганов Г.Е. Параметры зерновой дисковой сеялки, влияющие на удельные затраты энергии // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 2 (82). С. 124 - 127.
3. Габаев А.Х. К вопросу надёжности сошников с полимерными бороздообразующими дисками // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 3 (83). С. 154 - 157.
4. Современные методы упрочнения дисковых рабочих органов почвообрабатывающих машин / Н.М. Ожегов, В.А. Ружьев, В.А. Шахов [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 2 (76). С. 95 - 98.
5. Припоров Е.В., Самурганов Г.Е. Сравнительный анализ затрат энергии на обработку почвы дисковым муль-чировщиком // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 2 (76). С. 106 - 109.
6. Матущенко А.Е., Сарксян Л.Д. Оценка значения динамического коэффициента трения в подшипниках скольжения // Инновационные направления интеграции науки, образования и производства: сб. тез. докл. участников II Междунар. науч.-практич. конф., Керчь, 19 - 23 мая 2021 г / под общ. ред. Е.П. Масюткина. Керчь: ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет», 2021. С. 32 - 35.
7. Матущенко А.Е., Вульшинская И.В. Измерение изгибающего момента на рабочем органе ротационной почвообрабатывающей машины // Инновационные направления интеграции науки, образования и производства: сб. тез. докл. участников II Междунар. науч.-практич. конф., Керчь, 19 - 23 мая 2021 г. / под общ. ред. Е.П. Масюткина. Керчь: ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет», 2021. С. 39 - 43.
8. Тарасенко Б.Ф., Горовой С.А., Цыбулевский В.В. Универсальный плуг для безотвальной обработки почвы с цилиндрическими долотами и поворачивающимися лапами и оптимизация его параметров при глубоком рыхлении // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2010. № 60. С. 134 - 146.
9. Пат. № 2436270 C1 Российская Федерация, МПК A01B 63/112, G01L 5/13. Полевая установка для испытаний почвообрабатывающих рабочих органов; № 2010116516/13/ Б.Ф. Тарасенко, С.А. Твердохлебов, Н.И. Богатырев [и др.]; заявит. Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет»; заявл. 26.04.2010; опубл. 20.12.2011.
10. Пат. № 2407257 C1 Российская Федерация, МПК A01B 35/00, A01B 35/20. Устройство для безотвальной обработки почвы; № 2009125230/21 / Б.Ф. Тарасенко, А.Н. Медовник, М.И. Чеботарев [и др.]; заявит. Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет»; заявл. 01.07.2009; опубл. 27.12.2010.
11. Пат. № 2482651 C1 Российская Федерация, МПК A01B 13/08, A01B 39/22, A01B 49/02. Агрегат для безотвальной обработки почвы; № 2011141581/13
/ Б.Ф. Тарасенко, В.В. Цыбулевский; заявит. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет»; заявл. 13.10.2011; опубл. 27.05.2013.
12. Пат. № 2564846 С1 Российская Федерация, МПК А01В 49/02. Универсальное средство для об-
работки почвы; № 2014133335/13 / Б.Ф. Тарасенко, Е.А. Шапиро, А.Г. Черноиванов [и др.]; заявит. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет»; заявл. 12.08.2014; опубл. 10.10.2015.
Алексей Евгеньевич Матущенко, ассистент. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина». Россия, 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, [email protected]
Иван Иванович Рудченко, кандидат технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина». Россия, 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, [email protected]
Александр Александрович Полуэктов, соискатель. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина». Россия, 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, [email protected]
Михаил Александрович Воробьёв, соискатель. ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина». Россия, 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, [email protected]
Alexey E. Matushchenko, assistant. Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin. 13, Kalinin St., Krasnodar, 350044, Russia, [email protected]
Ivan I. Rudchenko, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin. 13, Kalinin St., Krasnodar, 350044, Russia, [email protected]
Aleksandr A. Poluektov, research worker. Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin. 13, Kalinin St., Krasnodar, 350044, Russia, [email protected]
Mikhail A. Vorobiev, research worker. Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin. 13, Kalinin St., Krasnodar, 350044, Russia, [email protected]
-Ф-
Научная статья УДК 631.331
Процесс формирования потока семян и порошкообразных удобрений с применением дозатора непрерывного действия
Александр Николаевич Андреев, Сергей Владимирович Вдовкин
Самарский государственный аграрный университет
Аннотация. В статье представлены результаты лабораторных исследований влияния конструктивных параметров распределителя семягумусной смеси при установке на селекционную сеялку дозатора порошкообразных удобрений. Процесс высева при селекционировании новых культур здесь является одним из первых и ответственных мероприятий. Качество проведения посевных работ существенным образом влияет на величину будущего урожая, качество продукции и её себестоимость. Авторы предлагают использовать одновременное внесение порошкообразного гумуса с семенами. Для этого разработана высевающая система с дозатором порошка и распределителем потока семягумусной смеси. В процессе исследований получены данные, позволяющие установить, что размещение в рассеивателе распределителя длиной 130 мм четырёх плоскостей со стержнями (10 стержней) снижает неравномерность распределения потока семян на части с 62 до 4,9 %. Регрессионный анализ показал незначительное влияние угла наклона рассеивателя на параметр оптимизации, поэтому в дальнейших исследованиях для большей технологичности и сглаженного протекания процесса транспортирования семян в делителе угол наклона рассеивателя был принят 20 градусов.
Ключевые слова: посев, селекционная сеялка, порошкообразные удобрения, распределитель.
Для цитирования: Андреев А.Н., Вдовкин С.В. Процесс формирования потока семян и порошкообразных удобрений с применением дозатора непрерывного действия // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 5 (91). С. 96 - 100.
Original article
The process of forming a flow of seeds and powdered fertilizers using a continuous metering unit
Alexander N. Andreev, Sergey V. Vdovkin
Samara State Agrarian University
Abstract. The article presents the results of laboratory studies of the influence of the design parameters of the distribution of the placenta mix when installed on the breeding seedling of the pоroshko-shaped fertilizer dispenser. The process of sowing new crops here is one of the first and most important measures. The quality
