Бабицкий Леонид Федорович, доктор техн. наук, профессор, зав. кафедрой механизации и технического сервиса в АПК.
п. Аграрное, г. Симферополь, Республика Крым, 295492.
Leonid F. Babitsky, DSc in Engineering, professor, Head of the Department of Mechanization and Technical Service in the AIC.
vil. Agrarnoe, Simferopol, Republic of Crimea, 295492.
Соболевский Иван Витальевич, кандидат техн. наук, доцент, доцент кафедры механизации и технического сервиса в АПК.
п. Аграрное, г. Симферополь, Республика Крым, 295492.
Ivan V. Sobolevsky, PhD in Engineering, associate professor, Associate Professor of the Department of Mechanization and Technical Service in the AIC.
vil. Agrarnoe, Simferopol, Republic of Crimea, 295492.
Куклин Владимир Алексеевич, кандидат техн. наук, доцент кафедры механизации и технического сервиса в АПК.
п. Аграрное, г. Симферополь, Республика Крым, 295492.
Vladimir A. Kuklin, PhD in Engineering, associate professor of the Department of Mechanization and Technical Service in the AIC.
vil. Agrarnoe, Simferopol, Republic of Crimea, 295492.
В южных регионах России наибольшее распространение получила минимальная технология возделывания зерновых культур в варианте раздельного сева. В связи с этим возникла необходимость в создании эффективных рабочих органов стерневого культиватора с принципиально новыми ресурсосберегающими способами воздействия на обрабатываемую среду и отвечающих требованиям современных прогрессивных технологий. Совершенствование форм поверхностей рабочих органов культиваторов проводилось с учетом механико-бионического подхода. Основные параметры зубчатой режущей поверхности определили методом бионических сравнений, выбрав в качестве бионического прототипа жука-скарабея. Использование зубчатой формы поверхности режущей кромки согласуется с бионическим принципом многоконтактного воздействия и приводит к тому, что вершины зубьев становятся концентраторами напряжений и при значительно меньшем усилии вдавливания вызывают процессы разрушения почвы, что обеспечивает снижение затрат энергии на подрезание пласта почвы. Оптимальная криволинейная форма рабочей поверхности, выполненная в виде логарифмической спирали, характеризуется неизменным значением угла между нормалью и радиус-вектором, и величина этого угла, равная углу внутреннего трения почвы φ2, будет обеспечивать скольжение почвы и растительных остатков с минимальной энергоемкостью. Аналитически обоснованы количество (n = 4), высота (h = 5…7 мм) и шаг расстановки зубьев (S = 10…12 мм) носка долота стерневого культиватора. Предлагается форма профиля рабочей поверхности долота стерневого культиватора в виде логарифмической спирали с переменным углом крошения. Экспериментальные исследования проводили в период с сентября по октябрь 2018 г. в почвенном канале научно-исследовательской лаборатории бионической агроинженерии кафедры механизации и технического сервиса в АПК. Они показали снижение тягового сопротивления предложенного рабочего органа стерневого культиватора на 16,5% в сравнении с тяговым сопротивлением серийного образца.
In the southern regions of Russia, the technology of cultivation of grain crops in the variant of partial sowing has been widely used. In this regard, it became necessary to create effective working bodies of a stubble cultivator that would have fundamentally new resource-saving ways of influencing the area under cultivating and meet the requirements of modern advanced technologies. The shapes of the working bodies surfaces of the cultivators were improved taking into account the mechanic-bionic approach. The main parameters of the toothed cutting surface were determined by the method of bionic comparisons, with a scarab beetle as a bionic prototype. Use of the serrated shape of the cutting edge is consistent with the bionic principle of multi-contact exposure and leads to the fact that the tops of the teeth become stress concentrators and, with a significantly smaller indentation force, cause soil destruction processes, which reduces the energy costs of cutting the soil layer. The optimal curvilinear shape of the working surface made in the form of a logarithmic spiral, is characterized by a constant value of the angle between the normal and the radius vector, and the value of this angle, equal to the angle of internal friction of the soil φ2, will ensure the sliding of the soil and plant residues with minimal energy consumption. The number (n = 4), height (h = 5...7 mm) and tooth placement step (S = 10...12 mm) of the bit tip of the stubble cultivator are analytically justified. The shape of the profile of the working surface of the stubble cultivator bit in the form of a logarithmic spiral with a variable angle of crumbling is proposed. The studies were conducted in the period from September to October 2018 in the soil channel of the research Laboratory of Bionic Agroengineering of the Department of Mechanization and Technical Service in Agro-Industrial Complex. They have shown the decrease in the traction resistance of the proposed working body of the stubble cultivator by 16.5% in comparison with the traction resistance of the serial sample.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.