Теоретические предпосылки к бионическому обоснованию параметров рабочих органов кольчато-режущего почвообрабатывающего катка

Поверхностная обработка с прикатыванием почвы является важнейшей технологической операцией, оказывающей непосредственное влияние на условия роста и развития корневой системы растений, и, в конечном итоге, на урожайность возделываемых полевых культур. Для повышения эффективности этого процесса при разработке новых форм и обосновании параметров и режимов работы почвообрабатывающих устройств следует использовать механико-бионический подход, хорошо зарекомендовавший себя при разработке конструктивных схем и обосновании параметров различных сельскохозяйственных машин. Конечным результатом является адаптация рабочего органа, приведение его к подобию живого организма и придания ему определённых геометрических форм, динамики движения и свойств живого прототипа. При этом используются методы общей теории систем, земледельческой механики, механики сплошной среды, интегрального и дифференциального исчисления. Исходными данными для обоснования параметров являются физико-механические свойства почвы: деформационный показатель почвы, модуль сдвига, коэффициент бокового расширения, коэффициент трения. В статье обоснована оптимальная форма рабочей поверхности рыхлительных элементов кольчато-режущего катка. Получены теоретические зависимости по обоснованию основных конструктивных параметров катка. Для почвенных условий Республики Крым их рациональные значения равны: шаг расстановки рыхлительных элементов S = 160 мм, ширина контакта рыхлительного элемента катка с почвой b = 45...50 мм, количество рыхлительных элементов Z = 12 шт., диаметр рыхлительного элемента катка D_р.э. = 48...54 мм, высота рыхлительного элемента катка h = 42...46 мм Рассмотрена кинематика процесса взаимодействия рыхлительных элементов с почвой и получена зависимость для определения полного тягового сопротивления почвообрабатывающего кольчато-режущего катка.

прикатывание почвы, биологический прототип, виброударное воздействие, качество прикатывания, тяговое сопротивление, рыхлительный элемент

1. Бабицкий Л.Ф., Москалевич В.Ю., Соболевский И.В. Развитие бионического направления в земледельческой механике // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2017. №4 (59). С. 68-74.

2. Бахарев Д.Н., Вольвак С.Ф. Бионические основы разработки и конструирования эффективных шипов молотильно-сепарирующих устройств для кукурузы // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2017. № 3. С. 3-13.

3. Zhang X.R., Wang C., Chen Z.H., Zeng Z.W. Design and experiment of a bionic vibratory subsoiler for banana fields in southern China. Int J Agric & Biol Eng, 2016; 9(6): 75-83.

4. Jianqiao L., Yunpeng Y., Benard C., Xuejiao W., Zhaoliang W., Meng Z., “Bionic Design for Reducing Adhesive Resistance of the Ridger Inspired by a Boar’s Head,” Applied Bionics and Biomechanics, vol. 2017, Article ID 8315972, 10 pages, 2017.

5. Горячкин В.П. Собрание сочинений: в 3-х т. М.: Колос, 1965. Т.1. 720 с.; Т. 2. 459 с.

6. Гудков А.Н. Теоретические основы построения рабочих процессов сельскохозяйственных машин с учетом характера живой материи растений, животных, почвы. Кн.: Земледельческая механика. М.: Машиностроение, 1966. Т. 9. С. 86-97.

7. Почвообрабатывающий каток: пат. На полезную модель 173240 Рос. Федерация. №2017104013; заявл. 07.02.2017; опубл. 17.08.2017 Бюл. № 23. 8 с.

8. Бабицкий Л.Ф., Соболевский И.В., Куклин В.А. Обоснование конструкции устройства для определения динамического деформационного показателя почвы // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. 2016. № 8 (171). С. 50-54.

9. Бабицький Л.Ф. Біонічні напрями розробки грунтообробних машин. К.: Урожай, 1998. 164 с.

10. Руденко Н.Е., Падальцин К.Д. Исследование процесса взаимодействия комбинированного рабочего органа с почвой // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2014. № 2. С. 26-28.