Техніка та енергетика

ДОСЛІДЖЕННЯ РУХУ ЧАСТИНКИ ҐРУНТУ ПО ПОВЕРХНІ ГВИНТОВОГО ҐРУНТООБРОБНОГО РОБОЧОГО ОРГАНА

Сергій Пилипака, Микола Богданович Клендій, Тетяна Кресан
Завантажити статтю
Анотація

В статті розглянуто взаємодію частинок ґрунту із гвинтовим ґрунтообробним органом, робоча поверхня якого виконана у вигляді розгортного гелікоїда і суттєво відрізняється від шнека. Крім того, для розгортної поверхні властива технологічність виготовлення робочого органу, оскільки можна розрахувати геометричні розміри плоскої заготовки, яка формується у готовий виріб простим згинанням із мінімальними пластичними деформаціями. Метою дослідження було проведення теоретичних та експериментальних досліджень руху частинок ґрунту по гвинтовій поверхні грунтообробного робочого органу, яка виконана у вигляді розгортного гелікоїда. Математичне моделювання процесів руху частинок ґрунту по гвинтовій поверхні грунтообробного робочого органу описано на базі загальних законів і принципів аналітичної та диференціальної математики, теоретичної та аналітичної механіки. Експериментальні дослідження були проведені із застосуванням методики з елементами математичної статистики, математичних методів оптимального планування багатофакторного експерименту. Аналіз результатів проведених експериментальних та теоретичних досліджень виконано із використанням прикладних комп’ютерних програм та систем. Експериментальні дослідження проводили відповідно до стандартних та самостійно розроблених методик. Результати: розроблено математичну модель руху частинки ґрунту гвинтовою поверхнею ґрунтообробного органу, та встановлено, що при збільшенні величини кута атаки гвинтового грунтообробного робочого органа величина підйому частинок ґрунту зростає і збільшується величина площі їх роззосередження гвинтовою поверхнею. Величина коефіцієнта тертя несуттєво впливає на форму траєкторії руху частинки ґрунту. Якість розпушування ґрунту найбільше залежить від кута атаки гвинтової поверхні та кутової швидкості обертання робочого органу. Матеріали статті можуть бути використані науковцями для подальших досліджень та практиками у виборі ґрунтообробних агрегатів.

Ключові слова

розгортний гелікоїд, поверхневий обробіток, прямолінійна твірна, диференціальні рівняння руху, кутова швидкість, кут атаки, коефіцієнт тертя, площа розсіювання

ЦИТУВАТИ
Pylypaka, S., Klendii, M., & Kresan, Т. (2022). Study of the movement of soil particles on the surface of a screw tillage working body. Machinery & Energetics, 13(2), 62-72. https://doi.org/10.31548/machenergy.13(2).2022.62-72
Використані джерела

[1] Vasilenko, P.M. (1960). Theory of particle motion on rough surfaces of agricultural machines. Kyiv: USHA.

[2] Voytiuk, D.G., & Pilipaka, S.F. (1999). Before determining the trajectories of soil particles on the cylindrical surfaces of the working bodies of tillage implements. Collection of Scientific Works of the National Agrarian University “Mechanization of Agricultural Production”, 5, 242-251.

[3] Gutsol, O.P., & Kovbasa, V.P. (2016). Substantiation of parameters and modes of movement of tillage machines with disk working bodies. Kyiv: National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine.

[4] Socht, K.A., Trubilin, E.I., & Konovalov, V.I. (2014). Disc harrows and harrows in the main and seedbed preparation system seedbed preparation. Problems and solutions. In Disc harrows and cultivators (pp. 16-23). Krasnodar: Kuban State Agrarian University

[5] Bulgakov, V., Adamchuk, O., Ivanovs, S., & Olt, J. (2021). Еxperimental investigations on the surface application of superphosphate by the fertiliser spreading tool with inclined axis. INMATEH - Agricultural Engineering, 64, 307-316. doi: 10.35633/inmateh-64-30.

[6] Hailis, G.A. (1990). Calculation of working bodies of tillage machines. Kyiv: UMK VO.

[7] Bulgakov, V., Pascuzzi, S., Adamchuk, V., Gadzalo, J., Nadykto, V., Olt, J., Nowak, J., & Kaminskiy, V. (2022). Dynamics of temperature variation in soil under fallow tillage at different depths. Agriculture, 12, article number 450. doi: 10.3390/agriculture12040450.

[8] Pylypaka, S., Klendii, M., & Klendii, O. (2018). Particle motion on the surface of a concave soil-tilling disk. Acta Polytechnica. Journal of Advanced Engineering, 58(2), 201-208. doi: 10.14311/AP.2018.58.0201.

[9] Socht, K.A., Trubilin, E.I., & Konovalov, V.I. (2014). Forecasting of technological parameters of disk tillage implements at the stage of their design. In Disc harrows and cultivators (pp. 39-53). Krasnodar: Kuban State Agrarian University.

[10] Bulgakov, V.M., Kuvachov, V.P., Solona, O.V., & Boris, M.M. (2021). Experimental studies of the microrelief of the soil surface of the constant technological track. Machinery, Energy, Transport of Agro-Industrial Complex, 114(3), 16-23.

[11] Kirichenko, A.K., & Sokht, K.A. (1983). Estimation of uniformity of depth of tillage by the combined unit. Mechanization and Electrification of Agriculture, 7, 26-30.

[12] Bulgakov, V., Holovach, I., Nadykto, V., Parakhin, O., Kaletnik, H., Shymko, L., & Olt, J. (2020). Motion stability estimation for modular traction vehicle-based combined unit. Agronomy Research, 18(4), 2340-2352.

[13] Bulgakov, V., Pascuzzi, S., Ivanovs, S., Kaletnik, G., & Yanovich, V. (2018). Angular oscillation model to predict the performance of a vibratory ball mill for the fine grinding of grain. Biosystems Engineering, 171, 155-164. doi:10.1016/j.biosystemseng.2018.04.021.

[14] Pylypaka, S., Klendii, M., Trokhaniak, V., Kresan, T., Hryshchenko, I., & Pastushenko, A. (2021). External rolling of a polygon on closed curvilinear profile. Acta Polytechnica, 61(1), 270-278. doi: 10.14311/AP.2021.61.0270.

[15] Hevko, B.M., Hevko, R.B., Trokhaniak, O.M., Buriak, M.V., Dzyadykevych, Y.V., & Rozum, R.I. (2018). Improvement of machine safety devices. Acta Polytechnica, 58(1), 17-25. doi: 10.14311/AP.2018.58.0017.

[16] Hevko, R., Rohatynskyi, R., Hevko, M., Lyashuk, O., & Trokhaniak, O. (2020). Investigation of sectional operating elements for conveying agricultural materials. Research in Agricultural Engineering, 66(1), 18-26. doi: 10.17221/25/2019-RAE.

[17] Hevko, R., Lyashuk, O., Dzyura, V., Dovbush, T., Trokhaniak, O., & Liashko, А. (2021). Experimental studies of the process of loose material transportation by a pneumatic-screw conveyor. INMATEH – Agricultural Engineering, 63(1), 479-487. doi: 10.35633/inmateh-63-49.

[18] Tkachenko, I., Hevko, R., Gandziuk, M., Synii, S., & Trokhaniak, O. (2021). Substantiation of the parameters of a horizontal conveyer-cleaner of root crops. Bulletin of the Transilvania University of Brasov, 1, 213-222. doi: 10.31926/BUT.FWIAFE.2021.14.63.1.19.

[19] Hevko, R., Zalutskyi, S., Tkachenko, I., Lyashuk, O., & Trokhaniak, O. (2021). Design development and study of an elastic sectional screw operating tool. Acta Polytechnica, 61(5), 624-632. doi: 10.14311/AP.2021.61.0624.

[20] Kuvachоv, V., Bulgakov, V., Adamchuk, V., Kaminskiy, V., Melnik, V., & Olt, J. (2021). Experimental research into new harrowing unit based on gantry agricultural implement carrier. Agronomy Research, 19(1), 126-135.

[21] Bulgakov, V., Trokhaniak, O., Adamchuk, V., Olt, J., & Ivanovs, S. (2022). Experimental studies of flexible sectional screw conveyor torque value. In Engineering for rural development (pp. 472-477). Jelgava: Latvia University of Life Sciences and Technologies.

[22] Bulgakov, V., Olt, J., Ivanovs, S., Trokhaniak, O., Gadzalo, Ja., Adamchuk, V., Chernovol, M., Pascuzzi, S., Santoro, F., & Arak, M. (2022). Research of a contact stresses in swivel elements of flexible shaft in screw conveyor for transportation of agricultural materials. Estonian Academic Agricultural Society, 1, 1-7. doi: 10.15159/jas.22.12.