КОТКИ РІЗНИХ КОНСТРУКЦІЙ. ІНЖЕНЕРНИЙ АНАЛІЗ
Ключові слова:
котки, кільчасто-шпоровий, зубчато-шпоровий, прикочування, ущільнення ґрунту, інженерний аналіз, функційні особливості, проникна здатністьАнотація
Порівняльні польові випробування близьких за конструкцією кільчасто-шпорових і зубчато-шпорових котків для прикочування ґрунту забезпечують їхніх розробників і користувачів інформацією щодо розуміння конструкції та технологічних особливостей.Мета досліджень – інженерний аналіз конструкцій кілчасто-шпорових і зубчато-шпорових котків за критеріями ваги, форми робочих поверхонь, тиску на ґрунт, повноти ущільнення, проникної здатності в діапазоні глибини передпосівного і поверхневого обробітків ґрунту.
Методи і матеріли. Інженерний аналіз передбачав дослідження трьох типів котків. Гіпотеза досліджень передбачала, що поєднання характеристик ваги котків і їхніх геометричних форм робочих поверхонь, які контактують з ґрунтом у статиці, забезпечать притаманні властивості окремо кожному котку (перший етап досліджень), що потенційно зорієнтує на вибір найбільш прийнятних критеріїв для порівняння функційних особливостей котків, необхідних для польових досліджень у динаміці (другий етап досліджень).
За критерії статичного дослідження були обрані: проникна здатність (1); тиск на ґрунт (2); повнота ущільнення площі (3); напрямок дії притискних зусиль (4); особливості робочих поверхонь (5); характер кріплення суцільних дисків на валу (6). Методологічно перші три критерії вимагали спеціальних пристосувань з можливістю зміни висоти ґрунтового шару в діапазоні глибин передпосівного і посівного обробітків ґрунту. Інші критерії передбачалося проводити органолептичним оцінюванням.
Дослідження передбачалося проводити на ґрунті, характерному для зони Лісостепу і однорідному за фракційним складом, для усунення впливу ґрунтових включень різного розміру. Оцінювання характеристик ґрунту проводилося термостатно-ваговим методом, за загальноприйнятою методикою «різального кільця» [Качинский, 1947] з об’ємом циліндра 100 см3.
Для визначення площі однієї елементарної робочої поверхні кільчатого диска використовували накладання розмічальної сітки на його відбиток на поверхні, залишений у шарах ґрунту hmin, hсер, hmax. Визначаючи тиск на ґрунт, залежно від висоти обробленого шару, розмічальну сітку накладали на відбитки від декількох площ елементарних робочих поверхонь, які фіксувалися по хорді занурення в ґрунт кільчастого сегмента.
Експериментальні дані обробляли методом дисперсійного аналізу за [Доспехов, 1985] та інтерпретували стандартними комп’ютерними програмами Excel і графіками.
Результати. За фізичними характеристиками (вага і геометричні параметри) котки поєднує близькість діаметра дисків, ширини робочих поверхонь по крайці твірної, наявність шпор. Відмінність полягає в розмірних характеристиках, які припадають на ширину захвату, наявність агресивних форм (зубів), які видаються, в зубчато-шпоровій конструкції.
Кожен коток має індивідуальне компонування елементарних робочих поверхонь. Це дало змогу провести умовне маркування котків як «класичний», «модернізований» та «спеціалізований». Робочі поверхні класичного і спеціалізованого котків забезпечують вертикальну і бічну дію притискних зусиль, тоді як модернізований формує їх у вертикальному напрямку. Ці зусилля для кожного з котків є похідною особливостей орієнтації робочих поверхонь різної конфігурації (плоскі вузькі, плоскі широкі; поєднання точково-сфокусованих з трапецієвидними). До того ж робочі поверхні можуть мати одно- або дворівневу послідовність контакту з ґрунтом за його змінної глибини.
Встановлено, що характер кріплення суміжних дисків на валу може бути жорсткий або рухомий.
Наведено визначення понять і їх оцінювання за показниками тиску, повноти ущільнення, проникної здатності.
Висновки. За показниками інженерного аналізу кожному з трьох котків передбачено притаманну йому переважну особливість для найбільш ефективного застосування на подрібнюванні грудок, передпосівній та післяпосівній операціях обробітку ґрунту.
Визначено, що найбільш прийнятними критеріями подальших досліджень у динаміці змінної швидкості руху мають виступати інтенсивність подрібнення грудок, ступінь ущільнення ґрунту, інтенсивність ущільнення дна, залипання робочої поверхні котка в умовах підвищеної вологості, здатність до самоочищення.
Визначено критерії подальших досліджень у динаміці.
Посилання
Астафьев В. Л., Курач А.А., Семибаламут А.В. (2017) Прикатывание почвы: когда, как, чем и зачем? Нивы России. – № 10 (154). – 11.
Буксман В. Э., Милюткин В. А., Толпекин С.А. (2018). Качественное прикатывание высокоэффективными катками – гарантированное увеличение урожайности. Материалы международной научно-практической конференции /Научное обеспечение инновационного развития АПК регионов РФ: Курганская сельскохозяйственная академия.
Василенко П. М. (1990). Универсальные математические модели функ-ционирования машинных агрегатов и их применение. – К.: УСХА. – 15 с.
Войтюк Д. Г., Дубровін В. О., Іщенко Г. Д. та ін. (2004). Сільськогосподарські та меліоративні машини /За ред. Д. Г. Войтюка. – К.: Вища освіта. – 544 с.. іл.
Горячкин В. П. (1914). Основы сельскохозяйственных машин и орудий. Принцип механического подобия и однородности. – М. – Вып. 2.
Доспехов Б. А. (1985). Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). – М.: Агропромиздат. – 351 с.
Качинский Н. А. (1947). О структуре почвы, некоторых ее свойствах и дифференциальной порозности. /Почвоведение. – № 6.
Кравчук В. І., Грицишин М. І., Коваль С. М. та ін. (2004). Сучасні тенденції розвитку конструкцій сільськогосподарської техніки /За ред. Кравчука В. І., Грицишина М. І., Коваля С. М. – К.: Аграрна наука. – 396 с.
Крук И. С., Чигарев Ю. В., Назаров Ф. И., Романюк В. (2017). Теоретические исследования воздействия на почву уплотняющих элементов кольчато-пруткових рабочих органов катковых приставок. Proceeding of National Academy of Sciences of Belarus, agrarian series. – № 4, pp. 92-102.
Кузнецов Ю. И. (1978). Влияние диаметра сельскохозяйственных катков на агротехнические показатели работы. – Москва. – Научно-технический бюллетень ВИМ. – Вып. 37. – С. 3-5.
Кулен А., Кунперс Х. (1986). Современная земледельческая механика./ Пер. с англ. А. Э. Габриэляна, Под ред. Ю. А. Смирнова. – Москва: Агропромиздат. – 349 с.
Ловкис В. Б., Бакач Н. Г., Радько Е. Г. (2011). Кинематические параметры работы катков. Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве. /Материалы научно-практической конференции. – Минск: Республиканское унитарное предприятие «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства».
Ловкис В. Б., Бакач Н. Г., Радько Е. Г., Лисай Н. К. (2011). Исследование влияния прикатывающего катка на изменение характеристик почв на глубине //Агропанорама. – № 6. – С. 4-6.
Смолінський С., Смолінська Л., Марченко В. (2017). Грунтообробні котки для ефективного землеробства. – К.: Агроексперт. – № 6.
Сысолин П. В., Погорелый Л. В. (2005). Почвообрабатывающие и посевные машины: история, машиностроение, конструирование. – Киев: Феникс. –
с.
Шикула Н. К., Назаренко Г. В. (1990). Минимальная обработка черноземов и воспроизводство их плодородия. – Москва: Агропромиздат. – 320 с.
Al-Kaisi, M., DeJong-Hugnes, J., Holmes, J., Hanna, M. (2011). Land Roller Use: Challenges and Benefits. Iowa State University. Online at: http://www.extension.iastate.edu/CropNews/2011/0103alkaisi.htm.
Edwards, W., Johans, A., Chamra, A. (2012). Iowa Farm Custom Rate Survey. IowaState University. Online at: http://www.extension.iastate.edu/ agdm. Holen, D. 2011. Consider advantages, disadvantages and timing of ground rolling in soybean production. Ag News Wire, University of Minnesota Extension. Online at: www.extension.umn.edu/news.
Soil Rolling – a Good Farm Decision or Total Yield Breakdown. https://blog. agrivi com/post/soil-rolling-a-good-farm-decision-or-total-yield-breakdown.
Research Looks at roller effectiveness. https:// www.farmweekly.com.au/story/6717199/ recearcg-looks-at-roller-effectiveness// Shannon Beattie 12 Apr.: 2020. 10 a.m.
Rueber, D., Holmes, J. (2012). Water Infiltration following Land Rolling of Soybeans. Iowa State University 2011 Northern Research and Demonstration Farm Progress Report. Online at: http://www.ag.iastate.edu/farms/11reports/Northern/ WaterInfiltration.pdf.
Yongwei, Fu.; Zhengchao, Tian; Amoozegar, Aziz, et al (2019). Measuring dynamic changes of soil porosity durion compuction. SOIL & TILLAGE RESEARCH. Volume: 193, P.: 114-121.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:a. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
