Параметрично-критеріальна модель процесу садіння коренеплодів у карусельній машині
DOI:
https://doi.org/10.32515/2664-262X.2026.13(44).202-211Ключові слова:
карусельна садильна машина, маточні коренеплоди буряків, процес садіння, параметрично-критеріальна модель, область допустимих параметрів, запас працездатності, аналітичне моделюванняАнотація
Садіння маточних коренеплодів буряків для отримання насіння потребує узгодження конструктивних і режимних параметрів карусельних садильних машин з метою забезпечення стабільності технологічного процесу та збереження посадкового матеріалу. Метою роботи є теоретичне обґрунтування процесу садіння коренеплодів у карусельній машині та розроблення параметрично-критеріальної моделі, що дозволяє визначати область допустимих параметрів її роботи. У дослідженні використано аналітичне моделювання механічних процесів, кінематичний і силовий аналіз та критеріальний підхід до оцінювання працездатності процесу садіння.
У результаті отримано інженерно-критеріальну модель процесу садіння, яка забезпечує аналітичне визначення області допустимих параметрів карусельної машини та кількісну оцінку надійності режимів її роботи. Запропоновано функцію запасу працездатності, що дозволяє ідентифікувати лімітуючі фізичні та технологічні фактори і створює основу для оптимізації режимів садіння за умови збереження стабільності процесу. Наукова новизна роботи полягає у розробленні параметрично-критеріальної моделі процесу садіння маточних коренеплодів у карусельній машині, а практична значущість — у можливості її використання при проєктуванні та раціональному налаштуванні карусельних садильних машин для насінництва буряків.
Посилання
Список літератури
1. Ye B. L., Zeng G. J., Deng B., Yang C. L., Liu J. K., Yu G. H. Design and tests of a rotary plug seedling pick-up mechanism for vegetable automatic transplanter. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2020. Vol. 13(3). Pp. 70–78. DOI: https://doi.org/10.25165/ijabe.20201303.5647.
2. Wang L., Lin Z., Zhou Z., Yu G., Yang Z., Yu X., Ye B. Design and experiment of a vegetable plug seedling planting mechanism combining non-circular gear system and multi-link. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2025. Vol. 18(3). Pp. 124–134. DOI: 10.25165/j.ijabe.20251803.9229.
3. Reza M. N., Islam M. N., Chowdhury M., Ali M., Islam S., Kiraga S., Lim S.-J., Choi I.-S., Chung S.-O. Kinematic analysis of a gear-driven rotary planting mechanism for a six-row self-propelled onion transplanter. Machines. 2021. Vol. 9(9). Article 183. DOI: https://doi.org/10.3390/machines9090183.
4. Wen Y., Zhang J., Tian J., Duan D., Zhang Y., Tan Y., Yuan T., Li X. Design of a traction double-row fully automatic transplanter for vegetable plug seedlings. Computers and Electronics in Agriculture. 2021. Vol. 182. Article 106017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compag.2021.106017.
5. Ji J., Chen K., Jin X., Wang Z., Dai B., Fan J., Lin X. High-efficiency modal analysis and deformation prediction of a rice transplanter based on effective independent method. Computers and Electronics in Agriculture. 2020. Vol. 168. Article 105126. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compag.2019.105126.
6. Ye B. L., Zeng G. J., Deng B., Yang C. L., Liu J. K., Yu G. H. Design and tests of a rotary plug seedling pick-up mechanism for vegetable automatic transplanter. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2020. Vol. 13(3). Pp. 70–78. DOI: https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20201303.5647.
7. Sun L., Chen X., Wu C., Zhang G., Xu Y. Synthesis and design of rice pot seedling transplanting mechanism based on labeled graph theory. Computers and Electronics in Agriculture. 2017. Vol. 143. Pp. 249–261. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compag.2017.10.021.
8. Bai H., Li X., Zeng F., Cui J., Zhang Y. Study on the impact damage characteristics of transplanting seedlings based on pressure distribution measurement system. Horticulturae. 2022. Vol. 8(11). Article 1080. DOI: https://doi.org/10.3390/horticulturae8111080.
9. Walunj A., Chen Y., Tian Y., Zeng Z. Modeling soil–plant–machine dynamics using discrete element method: a review. Agronomy. 2023. Vol. 13. Article 1260. DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy13051260.
10. Kim Y.-S., Lee S.-D., Baek S.-M., Baek S.-Y., Jeon H.-H., Lee J.-H., Siddique M. A. A., Kim Y.-J., Kim W.-S., Yi S., Sim T., Choi Y.-S. Development of DEM–MBD coupling model for draft force prediction of agricultural tractor with plowing depth. Computers and Electronics in Agriculture. 2022. Vol. 202. Article 107405. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compag.2022.107405.
11. Tian Z., Li Y., Fan J., Yang X. Modeling the mechanical properties of root–substrate composites for transplanting applications. Agriculture. 2024. Vol. 14(5). Article 651. DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture14050651.
12. Kołodziej P., Stropek Z., Gołacki K. Mechanical properties of sugar beet roots under impact loading conditions. Materials. 2023. Vol. 16(3). Article 1281. DOI: https://doi.org/10.3390/ma16031281.
13. Nedomová Š., Kumbar V., Pytel R., Buchar J. Mechanical properties of sugar beet root during storage. International Agrophysics. 2017. Vol. 31. Pp. 507–513. DOI: https://doi.org/10.1515/intag-2016-0081.
14. Zhou M., Shan Y. Theoretical analysis and development of a mechanism with punching device for transplanting potted vegetable seedlings. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2020. Vol. 13(4). Pp. 85–92. DOI: https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20201304.5404.
15. Sri M., et al. Experimental safety analysis for transplanting device of 4-bar link type semi-automatic vegetable transplanter. Agriculture. 2022. Vol. 12. Article 1890. DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture12081890.
16. Cheng B. Current status and analysis of key technologies in automatic transplanters for vegetables in China. Agriculture. 2024. Vol. 14. Article 2168. DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture14122168.
References
1. B. L. Ye, G. J. Zeng, B. Deng, C. L. Yang, J. K. Liu, and G. H. Yu, «Design and tests of a rotary plug seedling pick-up mechanism for vegetable automatic transplanter», International Journal of Agricultural and Biological Engineering, vol. 13, no. 3, pp. 70–78, 2020. doi: 10.25165/ijabe.20201303.5647.
2. L. Wang, Z. Lin, Z. Zhou, G. Yu, Z. Yang, X. Yu, and B. Ye, «Design and experiment of a vegetable plug seedling planting mechanism combining non-circular gear system and multi-link», International Journal of Agricultural and Biological Engineering, vol. 18, no. 3, pp. 124–134, 2025. doi: 10.25165/j.ijabe.20251803.9229.
3. M. N. Reza, M. N. Islam, M. Chowdhury, M. Ali, S. Islam, S. Kiraga, S.-J. Lim, I.-S. Choi, and S.-O. Chung, «Kinematic analysis of a gear-driven rotary planting mechanism for a six-row self-propelled onion transplanter», Machines, vol. 9, no. 9, article 183, 2021. doi: 10.3390/machines9090183.
4. Y. Wen, J. Zhang, J. Tian, D. Duan, Y. Zhang, Y. Tan, T. Yuan, and X. Li, «Design of a traction double-row fully automatic transplanter for vegetable plug seedlings», Computers and Electronics in Agriculture, vol. 182, article 106017, 2021. doi: 10.1016/j.compag.2021.106017.
5. J. Ji, K. Chen, X. Jin, Z. Wang, B. Dai, J. Fan, and X. Lin, «High-efficiency modal analysis and deformation prediction of a rice transplanter based on effective independent method», Computers and Electronics in Agriculture, vol. 168, article 105126, 2020. doi: 10.1016/j.compag.2019.105126.
6. B. L. Ye, G. J. Zeng, B. Deng, C. L. Yang, J. K. Liu, and G. H. Yu, «Design and tests of a rotary plug seedling pick-up mechanism for vegetable automatic transplanter», International Journal of Agricultural and Biological Engineering, vol. 13, no. 3, pp. 70–78, 2020. doi: 10.25165/j.ijabe.20201303.5647.
7. L. Sun, X. Chen, C. Wu, G. Zhang, and Y. Xu, «Synthesis and design of rice pot seedling transplanting mechanism based on labeled graph theory», Computers and Electronics in Agriculture, vol. 143, pp. 249–261, 2017. doi: 10.1016/j.compag.2017.10.021.
8. H. Bai, X. Li, F. Zeng, J. Cui, and Y. Zhang, «Study on the impact damage characteristics of transplanting seedlings based on pressure distribution measurement system», Horticulturae, vol. 8, no. 11, article 1080, 2022. doi: 10.3390/horticulturae8111080.
9. A. Walunj, Y. Chen, Y. Tian, and Z. Zeng, «Modeling soil–plant–machine dynamics using discrete element method: a review», Agronomy, vol. 13, article 1260, 2023. doi: 10.3390/agronomy13051260.
10. Y.-S. Kim, S.-D. Lee, S.-M. Baek, S.-Y. Baek, H.-H. Jeon, J.-H. Lee, M. A. A. Siddique, Y.-J. Kim, W.-S. Kim, S. Yi, T. Sim, and Y.-S. Choi, «Development of DEM–MBD coupling model for draft force prediction of agricultural tractor with plowing depth», Computers and Electronics in Agriculture, vol. 202, article 107405, 2022. doi: 10.1016/j.compag.2022.107405.
11. Z. Tian, Y. Li, J. Fan, and X. Yang, «Modeling the mechanical properties of root–substrate composites for transplanting applications», Agriculture, vol. 14, no. 5, article 651, 2024. doi: 10.3390/agriculture14050651.
12. P. Kołodziej, Z. Stropek, and K. Gołacki, «Mechanical properties of sugar beet roots under impact loading conditions», Materials, vol. 16, no. 3, article 1281, 2023. doi: 10.3390/ma16031281.
13. Š. Nedomová, V. Kumbar, R. Pytel, and J. Buchar, «Mechanical properties of sugar beet root during storage», International Agrophysics, vol. 31, pp. 507–513, 2017. doi: 10.1515/intag-2016-0081.
14. M. Zhou and Y. Shan, «Theoretical analysis and development of a mechanism with punching device for transplanting potted vegetable seedlings», International Journal of Agricultural and Biological Engineering, vol. 13, no. 4, pp. 85–92, 2020. doi: 10.25165/j.ijabe.20201304.5404.
15. M. Sri et al., «Experimental safety analysis for transplanting device of 4-bar link type semi-automatic vegetable transplanter», Agriculture, vol. 12, article 1890, 2022. doi: 10.3390/agriculture12081890.
16. B. Cheng, «Current status and analysis of key technologies in automatic transplanters for vegetables in China», Agriculture, vol. 14, article 2168, 2024. doi: 10.3390/agriculture14122168.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 О. М. Іванов, Т. Г. Лапенко, В. О. Крохмаль
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
