vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2023-17-3-54-60vimjour-528Research ArticleТЕХНИКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПОСЕВАEQUIPMENT FOR TILLAGE AND SOWINGРазработка сменного ковшового рабочего органа с дополнительным захватом для каналоочистителя ОКН-0,5Development of a replaceable bucket with an additional gripper for OKN-0.5 reclamation canal cleanerАбдулмажидовХ. А.AbdulmazhidovK. A.

Хамзат Арсланбекович Абдулмажидов, кандидат технических наук, доцент

Москва

Khamzat A. Abdulmazhidov, Ph.D.(Eng.), associate professor

Moscow

abdulmajidov@rgau-msha.ruБалабановВ. И.BalabanovB. I.

Виктор Иванович Балабанов, доктор технических наук, профессор

Москва

Viktor I. Balabanov, Dr.Sc.(Eng.), professor

Moscow

vbalabanov@rgau-msha.ruКарповМ. В.KarpovM. V.

Михаил Вячеславович Карпов, кандидат технических наук, доцент

Москва

Mikhail V. Karpov, Ph.D.(Eng.), associate professor

Moscow

carpov.michail@rgau-msha.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian Federation2023200920231735460Copyright © Абдулмажидов Х.А., Балабанов В.И., Карпов М.В., 20232023Абдулмажидов Х.А., Балабанов В.И., Карпов М.В.Abdulmazhidov K.A., Balabanov B.I., Karpov M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/528

Обосновали необходимость создания новых сменных рабочих органов мелиоративного каналоочистителя ОКН-0,5. Отметили значение и особенности применения ковшовых рабочих органов с учетом того, что состояние каналов мелиоративных осушительных систем характеризуется наличием наносов, заилений, травянистой и кустарниковой растительности. (Цель исследования) Изучить процесс очистки дна и откосов каналов с помощью разработанного сменного ковша. (Материалы и методы) Предложили уширенную конструкцию сепарированного ковша с дополнительным захватом. (Результаты и обсуждение) На основе выполненных расчетов определили ширину ковша, размеры дополнительного захвата, усилия, прилагаемые к ковшу при разработке наносов и заилений, а также производительность машины. Сформировали объемную модель-сборку предлагаемого рабочего органа с дополнительным захватом в графическом пакете Inventor Pro. Провели прочностные расчеты методом конечных элементов нового ковшового устройства с дополнительным захватом, определили запас прочности конструкции. С учетом утяжеления ковша за счет дополнительного захвата с отдельным гидроприводом рассчитана устойчивость каналоочистителя с помощью мини-программы, сформированной в системе Mathcad. (Выводы) Обосновали ширину 2000 миллиметров ковша и необходимость разработки дополнительного захвата с гидравлическим приводом. Предлагаемая конструкция необходима для фиксации в ковше наносов, травянистой и кустарниковой растительности до момента их выгрузки на берму. По технико-эксплуатационным показателям каналоочиститель относится к машинам позиционного периодического действия. Эксплуатационная производительность каналоочистителя может достигать 180-330 метров в час. Выявили критерии для качественной очистки осушительных мелиоративных каналов глубиной до 2,5 метра.

The paper substantiates the necessity of developing new replaceable working bodies for the OKN-0.5 reclamation canal cleaner. The study emphasizes the significance and application features of bucket working bodies, considering the prevalent conditions of reclamation drainage canals, which often contain sediment, silting, and various types of vegetation. (Research purpose) The research objective is to investigate the process of cleaning the channel bottom and slopes using the proposed replaceable bucket. (Materials and methods) The paper proposes an enhanced design of a replaceable bucket with an additional gripper. (Results and discussion) The paper outlines the calculations conducted to determine the appropriate bucket width, dimensions of the additional gripper, the forces involved in clearing sediments and silting, and the machine's working capacity. A comprehensive three-dimensional model of the proposed working body with the additional gripper was created using Inventor Pro graphics package. Additionally, the bucket's structural strength was evaluated through finite element method calculations.  The canal cleaner’s stability was assessed with the inclusion of a separate hydraulic drive for the additional gripper, utilizing a mini-program generated in the Mathcad system. (Conclusions) The conclusions drawn from the study recommend a bucket width of 2000 millimeters and the development of an additional gripper with a hydraulic drive. The proposed design proves essential for securing sediments, grassy, and shrubby vegetation in the bucket until they can be efficiently unloaded onto the berm. Based on technical and operational data, the canal cleaner belongs to machines of positional periodic action, with a working capacity of 180-330 meters per hour. The research also identifies criteria for achieving high-quality cleaning of reclamation drainage canals up to 2.5 meters deep.

очистка мелиоративных каналовнаносызаилениятравянистая и кустарниковая растительностьпропускная способность каналаковш каналоочистителяreclamation canal cleaningsedimentssiltingherbaceous and shrub vegetationcanal capacitycanal cleaner bucketReferencesКирейчева Л.В. Сельскохозяйственная мелиорация как прием повышения продуктивности и устойчивости агропроизводства // Агрохимический вестник. 2022. N5. С. 40-44.Kireycheva L.V. Sel'skokhozyaystvennaya melioratsiya kak priem povysheniya produktivnosti i ustoychivosti agroproizvodstva [Agricultural reclaim as a method of increasing productivity and sustainability of agricultural production]. Agrokhimicheskiy vestnik. 2022. N5. 40-44 (In Russian).Грищенко В.В. Исследование процесса резания и удаления измельченной растительности комбинированным режущим аппаратом косилки // Modern Science. 2020. N8-1. С. 364-370.Grishchenko V.V. Issledovanie protsessa rezaniya i udaleniya izmel'chennoy rastitel'nosti kombinirovannym rezhushchim apparatom kosilki [Study of the process of cutting and removing chopped vegetation with a combined mower cutting device]. Modern Science. 2020. N8-1. 364-370 (In Russian).Погодин Н.Н., Анженков А.С., Болбышко В.А. Малозатратная технология очистки от заиления приустьевой части коллекторной сети и водопропускных сооружений // Мелиорация и водное хозяйство. 2018. N4. С. 43-46.Pogodin N.N., Anzhenkov A.S., Bolbyshko V.A. Malozatratnaya tekhnologiya ochistki ot zaileniya priust'evoy chasti kollektornoy seti i vodopropusknykh sooruzheniy [Low-cost technology of cleaning from siltation of the mouth of the collector network and culverts]. Melioratsiya i vodnoe khozyaystvo. 2018. N4. 43-46 (In Russian).Тищенко А.И. Определение предельного значения усилия водного потока, способствующего образованию местных деформаций в руслах мелиоративных каналов // Экология и водное хозяйство. 2020. N2(5). С. 138-154.Tishchenko A.I. Opredeleniye predel'nogo znacheniya usiliya vodnogo potoka, sposobstvuyushchego obrazovaniyu mestnykh deformatsiy v ruslakh meliorativnykh kanalov [Determining the limit value of the water flow force contributing to the formation of local deformations in reclamation channel beds]. Ekologiya i vodnoe khozyaystvo. 2020. N2(5). 138-154 (In Russian).Тищенко А.И. Рекомендации по повышению надежности работы дамб мелиоративных каналов и продлению срока их службы // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2020. N1(77). С. 136-142.Tishchenko A.I. Rekomendatsii po povysheniyu nadezhnosti raboty damb meliorativnykh kanalov i prodleniyu sroka ikh sluzhby [Recommendations for improving the reliability of the reclamation canal dams and extending their service life]. Puti povysheniya effektivnosti oroshaemogo zemledeliya. 2020. N1(77). 136-142 (In Russian).Миронов А.В., Апатенко А.С., Севрюгина Н.С., Ступин О.А. Аппаратные средства нивелирования при разработке и очистке мелиоративных каналов // Агроинженерия. 2021. N5(105). С. 36-41.Mironov A.V., Apatenko A.S., Sevryugina N.S., Stupin O.A. Apparatnye sredstva nivelirovaniya pri razrabotke i ochistke meliorativnykh kanalov [Leveling implements used for developing and cleaning reclamation canals]. Agroinzheneriya. 2021. N 5(105). 36-41 (In Russian).Маркин В.Н. Точная мелиорация как средство сохранения плодородия почв // Природообустройство. 2021. N4. С. 6-14.Markin V.N. Tochnaya melioratsiya kak sredstvo sokhraneniya plodorodiya pochv [Precise land reclamation as a means of preserving soil fertility]. Prirodoobustroystvo. 2021. N4. 6-14 (In Russian).Касьянов А.Е. Инновационная, точная, цифровая мелиорация // Природообустройство. 2020. N1. С. 54-58.Kas'yanov A.E. Innovatsionnaya, tochnaya, tsifrovaya melioratsiya [Innovative, accurate, digital land reclamation]. Prirodoobustroystvo. 2020. N1. 54-58 (In Russian).Афанасьев В.И. О состоянии и эффективном развитии мелиорации сельскохозяйственных земель в Российской Федерации // Экономика, труд, управление в сельском хозяйстве. 2018. N9(42). С. 83-86.Afanas'ev V.I. O sostoyanii i effektivnom razvitii melioratsii sel'skokhozyaystvennykh zemel' v Rossiyskoy Federatsii [Status and effective use of land reclamation in the Russian Federation]. Ekonomika, trud, upravlenie v sel'skom khozyaystve. 2018. N9(42). 83-86 (In Russian).Абдразаков Ф.К., Рукавишников А.А. Интенсификация мелиоративного производства путем совершенствования технологий реконструкции и строительства оросительных каналов // Мелиорация и водное хозяйство. 2019. N1. С. 6-9.Abdrazakov F.K., Rukavishnikov A.A. Intensifikatsiya meliorativnogo proizvodstva putem sovershenstvovaniya tekhnologiy rekonstruktsii i stroitel'stva orositel'nykh kanalov [Intensification of land reclamation production due to improvement of technologies of reconstruction and construction of irrigation canals]. Melioratsiya i vodnoe khozyaystvo. 2019. N1. 6-9 (In Russian).Абдразаков Ф.К., Чуркина К.И. Состояние оросительных каналов Саратовского Заволжья и пути повышения их эффективности // Аграрный научный журнал. 2020. N4. С. 68-70.Abdrazakov F.K., Churkina K.I. Sostoyanie orositel'nykh kanalov saratovskogo zavolzh'ya i puti povysheniya ikh effektivnosti [State of irrigation canals of the Saratov Volga region and ways to increase their efficiency]. Agrarnyy nauchnyy zhurnal. 2020. N4. 68-70 (In Russian).Теловов Н.К., Абдулмажидов Х.А. Экспериментальные исследования физической модели рабочего органа двухуровневого глубокорыхлителя // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2019. N3(91). С. 22-27.Telovov N.K., Abdulmazhidov Kh.A. Eksperimental'nye issledovaniya fizicheskoy modeli rabochego organa dvukhurovnevogo glubokorykhlitelya [Experimental studies of the physical model of the two-level subsoiler working body]. Vestnik Federal'nogo gosudarstvennogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego professional'nogo obrazovaniya «Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet imeni V.P. Goryachkina». 2019. N3(91). 22-27 (In Russian).Карпов М.В., Шардина Г.Е., Жиздюк А.А., Шаповалов А.Г. Исследование эффективности и экономическая оценка применения разработанной картофелепосадочной машины // Nauchnaya zhizn'. 2018. N3. С. 19-27.Karpov M.V., Shardina G.E., Zhizdyuk A.A., Shapovalov A.G. Issledovanie effektivnosti i ekonomicheskaya otsenka primeneniya razrabotannoy kartofeleposadochnoy mashiny [Investigation of efficiency and economic evaluation of the proposed potato planting machine application]. Nauchnaya zhizn'. 2018. N3. 19-27 (In Russian).Филиппова Т.С., Таженова Г.Д., Михайлов В.Ф., Филиппова В.А. Вероятностная модель cилы резания на резцах исполнительного органа с переменными параметрами резания // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроениe. 2019. Т. 19. N3. С. 68-78.Filippova T.S., Tazhenova G.D., Mikhaylov V.F., Filippova V.A. Veroyatnostnaya model' sily rezaniya na reztsakh ispolnitel'nogo organa s peremennymi parametrami rezaniya [Probability model of cutting effort on the cutters of the executive body with variable cutting parameters]. Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Mashinostroyenie. 2019. Vol. 19. N3. 68-78 (In Russian).Тойгамбаев С.К., Гузалов А.С. Проектирование передвижного канавного гидроподъемника для проведения ремонтных работ // Международный технико-экономический журнал. 2020. N4. С. 38-44.Toygambaev S.K., Guzalov A.S. Proektirovanie peredvizhnogo kanavnogo gidropodyemnika dlya provedeniya remontnykh rabot [Design of a mobile ditch hydraulic lift for repair work]. Mezhdunarodnyy tekhniko-ekonomicheskiy zhurnal. 2020. N4. 38-44 (In Russian).Абдулмажидов Х.А. Исследование факторов, влияющих на устойчивость каналоочистителя с ковшом на жестких направляющих // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2020. N1(95). С. 35-40.Abdulmazhidov Kh.A. Issledovanie faktorov, vliyayushchikh na ustoychivost' kanaloochistitelya s kovshom na zhestkikh napravlyayushchikh [Study of factors that affect the stability of the bucket canal cleaner on rigid guides]. Vestnik Federal'nogo gosudarstvennogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego professional'nogo obrazovaniya «Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet imeni V.P. Goryachkina». 2020. N1(95). 35-40 (In Russian).Шекихачев Ю.А., Магомедов Ф.М. Математическое моделирование процесса удаления растительности при проведении мелиоративных работ // Известия Кабардино-Балкарского государственного аграрного университета имени В.М. Кокова. 2022. N2(36). С. 118-127.Shekikhachev Yu.A., Magomedov F.M. Matematicheskoe modelirovanie protsessa udaleniya rastitel'nosti pri provedenii meliorativnykh rabot [Mathematical modeling of the process of vegetation removal during reclaim work]. Izvestiya Kabardino-Balkarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta imeni V.M. Kokova. 2022. N2(36). 118-127 (In Russian).Курбатов Н.П. Оценка эффективности работы мелиоративного канала // Научный альманах. 2020. N11-3(73). С. 51-54.Kurbatov N.P. Otsenka effektivnosti raboty meliorativnogo kanala [Zoning of agricultural areas in the area of insufficient moisture]. Nauchnyy al'manakh. 2020. N11-3(73). 51-54 (In Russian).Abdulmazhidov Kh. Analysis of the reclamation canal condition and cleaning methods. Innovative Technologies in Environmental Engineering and Agroecosystems (ITEEA 2021). Nalchik, 2021. 01001.Abdulmazhidov Kh. Analysis of the reclamation canal condition and cleaning methods. Innovative Technologies in Environmental Engineering and Agroecosystems (ITEEA 2021). Nalchik. 2021. 01001 (In English).Abdulmazhidov, Kh. Analysis of drainage canal defects and review of canal cleaner designs]. Innovative Technologies in Environmental Engineering and Agroecosystems (ITEEA 2021). Nalchik, 2021. 01002.Abdulmazhidov Kh. Analysis of drainage canal defects and review of canal cleaner designs. Innovative Technologies in Environmental Engineering and Agroecosystems (ITEEA 2021). Nalchik. 2021. 01002 (In English).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.