Рівновага «ланцюгової лінії» петлі гнучкої нитки, яка рухається у сипучому в’язко-пластичному середовищі

Abstract

Однією з найсуттєвіших технологічних проблем багатократного основного обробітку ґрунтів сільськогосподарського використання є утворення плужної підошви на глибині, яка є характерною для основного обробітку ґрунту. Метою дослідження є обґрунтування та розроблення теоретичних основ врівноваженого механічного руху петлі гнучкого робочого органу (гнучкої нитки) в сипучому в’язко-пластичному середовищі ґрунту. Найуживанішим способом усунення плужної підошви є її механічний обробіток, який на практиці реалізується широким спектром «ґрунтопоглиблювачів» різних конструкцій. Застосовувані знаряддя для механічного руйнування плужної підошви мають цілу низку недоліків конструкційного та агротехнологічного характеру. Для усунення цих недоліків запропоновано використанням «ґрунтопоглиблювача» у вигляді напівпетлі гнучкої нитки, яку закріплено на двох стовбах першого та останнього корпусів плуга для основної оранки. З метою обґрунтування та розроблення теоретичних основ врівноваженого механічного руху петлі гнучкого робочого органу в сипучому в’язко-пластичному середовищі ґрунту та визначення його геометрично- конструкційних параметрів виконано аналітичні дослідження механіки гнучкої нитки, яка рухається у виокремленому об’ємі сипучого в’язко-пластичного середовища. За визначеними результатами аналітичних досліджень залежностями можуть бути обчислені нормальні напруження у перерізах реального гнучкого робочого органу, звідки обчислюються оптимальні значення площі його поперечного перерізу з урахуванням абразійних властивостей матеріалу конструкції та відповідно до призначеного (обраного) ресурсу роботи гнучкого ґрунтопоглиблювача. У подальшому результати наведених аналітичних досліджень дозволять визначити проєктні конструкційно-геометричні параметри гнучких робочих органів ґрунтопоглиблювачів, які є суміщуваними та можуть агрегатуватися з широкою гамою ґрунтообробних знарядь для основного полицевого та безполицевого обробітку ґрунту.

One of the most significant technological problems of repeated basic tillage of agricultural soils is the formation of a plow sole at a depth that is characteristic of basic tillage. The most commonly used method of eliminating the plow sole is its mechanical processing, which in practice is implemented by a wide range of soil tillage machines of various designs. Applied tools for mechanical destruction of the plow sole have a number of disadvantages not structural but also agrotechnological in nature. To remedy these shortcomings, it is proposed to use a «soil absorber» in the form of a semi-loop flexible thread, which is secured to the two pillars of the first and last plow housings for main plowing. In order to substantiate and develop the theoretical foundations of the balanced mechanical motion of the loop of the flexible working body in the bulk viscous-plastic medium of the soil and to determine its geometric and structural parameters, analytical studies of the mechanics of flexible filament moving in the separated volume of the bulk viscous plastic body were performed. environment. According to the determined results of analytical studies, the dependences can be calculated normal stresses in cross sections of a real flexible working body, from which the optimal values of the cross-sectional area are calculated taking into account the abrasive properties of the material of the structure and in accordance with the designated (selected) resource of work of flexible soil. The results of these analytical studies allow us to determine the design structural and geometric parameters of flexible soil tillage machines that are compatible and can be combined with a wide range of soil tillage tools for basic shelf and shelfless soil cultivation.

Одной из важнейших технологических проблем многократной основной обработки почв сельскохозяйственного использования является образование плужной подошвы на глубине, которая характерна для основной обработки почвы. Целью исследования является обоснование и разработка теоретических основ уравновешенного механического движения петли гибкого рабочего органа (гибкой нити) в сыпучей вязко-пластической среде почвы. Употребляемым способом устранения плужной подошвы является ее механическая обработка, которая на практике реализуется широким спектром «почвоуглубления» различных конструкций. Применяемые орудия для механического разрушения плужной подошвы обладают целым рядом недостатков конструкционного и агротехнологического характера. Для устранения этих недостатков предложено использование «почвоуглубления» в виде полупетли гибкой нити, которая закреплена на двух столбах первого и последнего корпусов плуга для основной вспашки. С целью обоснования и разработки теоретических основ уравновешенного механического движения петли гибкого рабочего органа в сыпучей вязко-пластической среде почвы и определение его геометрично- конструкционных параметров выполнено аналитическое исследование механики гибкой нити, которая движется в выделенных объемах сыпучего вязко-пластической среды. По определенным результатам аналитических исследований зависимостями могут быть вычислены нормальные напряжения в сечениях реального гибкого рабочего органа, откуда исчисляются оптимальные значения площади его поперечного сечения с учетом абразионных свойств материала конструкции и в соответствии с назначенным (избранным) ресурсом работы гибкого почвоуглубления. В дальнейшем результаты приведенных аналитических исследований позволят определить проектные конструкционно-геометрические параметры гибких рабочих органов почвоуглубления, которые совместимы и могут агрегатироваться с широкой гаммой почвообрабатывающих орудий для основной полицевой и безотвальной обработки почвы.