Обґрунтування конструкції лапи просапного культиватора із змінним струнним лезом
DOI:
https://doi.org/10.32515/2664-262X.2026.14(45).87-98Ключові слова:
просапний культиватор, лапа культиватора, догляд за посівами, міжрядний обробітокАнотація
В роботі розглянуто питання зниження тягового опору робочих органів просапних культиваторів шляхом удосконалення конструкції лапи. Запропоновано конструкцію лапи культиватора з долотоподібним стояком та струнним сталевим лезом, натягнутим у горизонтальній площині. Розроблено математичну модель визначення тягового опору такого робочого органу, яка враховує опір стояка, опір струнного леза та швидкісний вплив під час руху в ґрунті. Проведено аналіз впливу основних конструктивних і технологічних параметрів на величину тягового опору лапи. Досліджено залежності тягового опору від глибини обробітку, щільності ґрунту, кута атаки струнного леза та швидкості руху агрегату. За результатами математичного моделювання побудовано графічні залежності, що характеризують зміну тягового опору в досліджуваних діапазонах параметрів. Встановлено, що найбільший вплив на величину тягового опору мають глибина обробітку та щільність ґрунту. Визначено, що збільшення кута атаки струнного леза сприяє зменшенню тягового опору робочого органу. Обґрунтовано раціональні параметри конструкції та режими роботи удосконаленої лапи культиватора. Запропоноване конструктивне рішення сприяє зменшенню енергетичних витрат процесу міжрядного обробітку ґрунту.
Посилання
References
1. Kozachenko O.V., Shkrehal O.M. (2010). Research on the designs and operating modes of cultivator working bodies. Engineering and Energy of the Agricultural Complex: Scientific Bulletin of NUBiP of Ukraine. Kyiv: NUBiP 144, v. 4. P. 122-127. [in Ukrainian].
2. Kozachenko O.V., Shkrehal O.M., Kadenko V.S. (2015). Change in the shape of the blade of tillage tools during wear. Design, production and operation of agricultural machinery, National Interdepartmental Scientific and Technical Collection. Is. 45, Part I. Kirovograd: KNTU. P. 21-26. [in Ukrainian].
3. Puhach A.M. (2010). Justification of the parameters of cultivator tines equipped with local strengthening elements: author's abstract of the dissertation of the candidate of technical sciences: 05.05.11 – Vinnytsia. 20p. [in Ukrainian].
4. Shkrehal O.M. (2011). Justification of process parameters and energy-saving working bodies of cultivators: author's abstract of the dissertation of the candidate of technical sciences: 05.05.11. Kharkiv. 19p. [in Ukrainian].
5. Alforov O.I., Antoshchenkov R.V., Yurieva H.P. (2019). Experimental study of vibrations of the cultivator's working parts on an elastic stand. Machinery & Energetics. Journal of Production Research. Kyiv. Ukraine. Vol.9. № 2. P. 129–132. [in Ukrainian].
6. Sysolin, P.V., Salo, V.M., & Kropivnyi, V.M. (2001). Agricultural machines: theoretical bases, design, construction. Book 1: Machines for tillage. M.I. Chernovol (Ed.). Kyiv: Urozhai. [in Ukrainian].
7. Voitiuk, D.H., Baranovskyi, V.M., Bulhakov, V.M., et al. (2005). Agricultural machines. Fundamentals of theory and calculation: textbook. (pp. 95-106). D.H. Voitiuk (Ed.). Kyiv: Vyshcha osvita. https://studfiles.net/preview/5063474/page:25/ [in Ukrainian].
8. Shmat, S.I., Luzan, P.H., & Salo, V.M. (2018). Original methods and means of tillage and sowing of agricultural crops: textbook. Kharkiv: Machulin. [in Ukrainian].
9. Hoseinian, Hasan & Hemmat, Abbas & Esehagh Beygi, Ali & Shahgoli, Gholamhossein & Baghbanan, Alireza. (2021). Development of a dual sideway-share subsurface tillage implement: Part 2. Effect of tool geometry on tillage forces and soil disturbance. Soil and Tillage Research. 215. https://doi.org/10.1016/j.still.2021.105200.
10. Fielke, J.M. Finite element modeling of the interaction of the cutting edge of tillage implements with soil. Journal of Agricultural Engineering Research, 74, (1999), 91–101. https://doi.org/10.1006/jaer.1999.0440
11. Tamás, Kornél. (2024). Modelling the interaction of soil with a passively-vibrating sweep using the discrete element method. Biosystems Engineering. 245. 199–222. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2024.06.006.
12. R.L. Kushwaha, C. Linke. Draft-speed relationship of simple tillage tools at high operating speeds. Soil and Tillage Research. Volume 39, Issues 1–2, 15 November 1996, Pages 61-73. https://doi.org/10.1016/S0167-1987(96)01052-5
13. Tekeste, Mehari & Balvanz, Loran & Salim, Firas & Boesenberg, Adam & Hatfield, Jerry. (2021). Hardened Edges Effects On Wear Characteristics of Cultivator Sweeps Using Circular Soil Bin Test. Journal of Tribology. 144. https://doi.org/10.1115/1.4050805.
14. Ucgul, Mustafa, John M. Fielke and Chris Saunders. “Defining the effect of sweep tillage tool cutting edge geometry on tillage forces using 3D discrete element modelling.” Information Processing in Agriculture 2 (2015): 130-141. https://doi.org/10.1016/j.inpa.2015.07.001
15. Patent of Ukraine № 161655. (2025). Deikun V.A, Artemenko D.Iu., Moskalchenko R.V., Zhuk D.H. Tiller cultivator paw. MPK A01B 15/00 (2025.01). № u 202501026/UA; Bull. No. 52. https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1891974/
16. Tsarenko, O.M., Voitiuk, D.H., & Shvaiko, V.M. (2003). Mechanical and technological properties of agricultural materials: textbook. Kyiv: Meta. [in Ukrainian].
17. Salo, V., Leshchenko, S., Luzan, P., & Salo, L. (2022). Machines for sowing, planting and crop care: textbook. Kropyvnytskyi: Lysenko V. F. [in Ukrainian].
18. Zaika, P.M. (2001). Theory of agricultural machines. Vol. 1, Part 1. Machines and tools for soil cultivation. Kharkiv: Oko. [in Ukrainian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 В. А. Дейкун, Д. Ю. Артеменко, Р. В. Москальченко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
