vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2024-18-2-98-102OAJICAvimjour-587Research ArticleИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕINNOVATIVE TECHNOLOGIES AND EQUIPMENTОпределение фрикционных свойств ABS-пластика при контакте с суглинистой почвойDetermining friction properties of ABS plastic in contact with loamy soilКвасС. А.KvasS. A.

Сергей Андреевич Квас, младший научный сотрудник

Москва

Sergey A. Kvas, junior researcher

Moscow

kvas.sergo@yandex.ruЗолотаревА. С.ZolotarevA. S.

Андрей Сергеевич Золотарев, младший научный сотрудник

Москва

Andrey S. Zolotarev, junior researcher

Moscow

zl200@yandex.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation20242506202418298102Copyright © Квас С.А., Золотарев А.С., 20242024Квас С.А., Золотарев А.С.Kvas S.A., Zolotarev A.S.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/587

Отметили возможность замены в почвообрабатывающих агрегатах стальных рабочих органов на полимерные. (Цель исследования) Определение зависимости фрикционных параметров акрилонитрилбутадиенстирола (ABS-пластик) от величины абсолютной влажности почвы и скорости движения агрегата при взаимодействии рабочего органа с суглинистой почвой. (Материалы и методы) Разработана лабораторная установка для изучения фрикционных свойств полимера при контакте с суглинистой почвой. Параметры трения и адгезии определяли при изменении абсолютной влажности почвенного материала. (Результаты и обсуждение) Построены графики зависимости фрикционных параметров ABS-пластика от абсолютной влажности почвы. Выявлено, что при абсолютной влажности почвы 18, 20 и 26 процентов коэффициент трения акрилонитрилбутадиенстирола соответственно равен 0,45, 0,5 и 0,6. Величина адгезии составляет 100, 145 и 700 паскалей при абсолютной влажности почвы соответственно 18, 20 и 28 процентов. После достижения абсолютной влажности почвы 26-28 процентов наблюдается снижение показателей трения и адгезии. (Выводы) Показатели фрикционных свойств ABS-пластика ниже, чем стали, однако значительно выше, чем фторопласта. Дальнейшие исследования в данной области позволят значительно повысить эффективность при выборе материала для изготовления рабочих органов почвообрабатывающих агрегатов и снизить энергозатраты.

The paper explores the feasibility of substituting steel working bodies with polymer ones in soil-cultivating units. (Research purpose) The research aims to investigate how the friction parameters of acrylonitrile butadiene styrene (ABS plastic) are affected by variations in absolute soil moisture and speed of the unit during the interaction of its working body with loamy soil. (Materials and methods) A laboratory unit was developed to examine the friction characteristics of the polymer in contact with loamy soil. The study measures the friction and adhesion properties by altering the absolute moisture of loamy soil. (Results and discussion) Graphs were constructed to illustrate the relationship between of the friction parameters of acrylonitrile butadiene styrene (ABS plastic) on absolute soil moisture. It was determined that at absolute soil moistures of 18, 20 and 26 percent, the friction coefficients of acrylonitrile butadiene styrene are 0.45, 0.5 and 0.6, respectively. The adhesion values were recorded at 100, 145 and 700 pascals for absolute soil moistures of 18, 20 and 28 percent, respectively. A decrease in both friction and adhesion was observed when the soil moisture reached between 26% and 28%. (Conclusions) The friction properties of acrylonitrile butadiene styrene (ABS plastic) are lower than those of steel, yet significantly higher than those of fluoroplastic. Further research in this area is expected to significantly increase the effi ciency of selecting materials for the manufacturing of working parts in soil-cultivating units, while also reducing energy costs.

почвообрабатывающий агрегатрабочий органABS-пластиксуглинистая почвавлажностьтехнологические свойствакоэффициент трения скольженияадгезияtillage unitworking bodyacrylonitrile butadiene styrene (ABS plastic)loamy soilhumiditymoisturetechnological propertiessliding friction coefficientadhesionReferencesСтаровойтов С.И., Ахалая Б.Х., Квас С.А. Адгезия сверхвысокомолекулярного полиэтилена и суглинистой почвы // Сельский механизатор. 2020. N12. С. 16-17. DOI: 10.47336/0131-7393-2020-12-16-17.Starovojtov S.I., Ahalaya B.H., Kvas S.A. Adhesion of ultra-high molecular weight polyethylene and loamy soil. SelskiyMechanizator. 2020. N12. 16-17 (In Russian). DOI: 10.47336/0131-7393-2020-12-16-17.Пархоменко Г.Г., Божко И.В., Громаков А.В., ПахомовВ.И. Использование пластика в конструкциях почвообрабатывающих рабочих органов // Тракторы и сельхозмашины. 2017. N8. С. 8-15. DOI: 10.17816/0321-4443-66312.Parkhomenko G.G., Bozhko I.V., Gromakov A.V., Pakhomov V.I. The use of plastics in the construction of soil-working tools. Tractors and Agricultural Machinery. 2017. N8. 8-15 (In Russian). DOI: 10.17816/0321-4443-66312.Marinin M.A., Karasev M.A., Pospekhov G.B. et al. Engineering and geological parameters for heap leaching of gold from low-grade sandy clay ores: a feasibility study. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023. N9. 22-37. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_9_0_22.Marinin M.A., Karasev M.A., Pospekhov G.B. et al. Engineering and geological parameters for heap leaching of gold from low-grade sandy clay ores: a feasibility study. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023. N9. 22-37 (In English). DOI: 10.25018/0236_1493_2023_9_0_22.Старовойтов С.И., Ценч Ю.С., Коротченя В.М., ЛичманГ.И. Технические системы цифрового контроля качества обработки почвы // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. N1. С. 16-21. DOI: 10.22314/2073-7599-2020-14-1-16-21.Starovoytov S.I., Tsench Yu.S., Korotchenya V.M., Lich man G.I. Technical systems for digital soil quality control. Agricultural Machinery and Technologies. 2020. Vol. 14. N1. 16- 21 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2020-14-1-16-21.Лобачевский Я.П., Старовойтов С.И., Чемисов Н.Н. Энергетическая и технологическая оценка почвообрабатывающего рабочего органа // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2015. N5. С. 10-13. EDN: UMQUSX.Lobachevskiy Ya.P., Starovoytov S.I., Chemisov N.N. Power and technological evaluation of soil cultivating working tool. Agricultural Machinery and Technologies. 2015. N5. 10-13 (In Russian). EDN: UMQUSX.Лобачевский Я.П. Прочностные и деформационные свойства связанных задерненных почв // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2011. N3. С. 18-20. EDN: NVAWBR.LobachevskyYa.P. Strength and deformation properties of bonded blackened soils. Agricultural Machinery and Technologies. 2011. N3. 18-20 (In Russian). EDN: NVAWBR.Аржакова О.В., Аржаков М.С., Бадамшина Э.Р. и др. Полимеры будущего // Успехи химии. 2022. Т. 91. N12. С. 5062. DOI: 10.57634/RCR5062.Arzhakova O.V., Arzhakov M.S., Badamshina E.R., et al. Polymers for the future. Russian Chemical Reviews. 2022. Vol. 91. N12. 5062 (In Russian). DOI: 10.57634/RCR5062.Kun D., Kárpáti Z., Fekete E., Móczó J. The role of interfacial adhesion in polymer composites engineered from lignocellulosic agricultural waste. Polymers. 2021. 13(18). 3099. DOI: 10.3390/polym13183099.Kun D., Kárpáti Z., Fekete E., Móczó J. The role of interfacial adhesion in polymer composites engineered from lignocellulosic agricultural waste. Polymers. 2021. 13(18). 3099 (In English). DOI: 10.3390/polym13183099.Макаренко А.Н., Мартынова И.В. Результаты испытаний износостойкого покрытия // Сельский механизатор. 2021. N10. С. 22-23. EDN: UCSZZU.Makarenko A.N., Martynova I.V. Test results of wear-resistant coating. Selskiy Mechanizator. 2021. N10. 22-23 (In Russian). EDN: UCSZZU.Твердохлебов С.А., Аветисян О.М., Дуков С.С. Обоснование рациональности использования вибрационного орудия для обработки почвы // Труды КубГАУ. 2016. N123 (09). 54. DOI: 10.21515/1990-4665-123-054.Tverdokhlebov S.A., Avetisyan O.M., Dukov S.S. Justification of rational use of vibrating tools for soil cultivation. Works of the Kuban state agrarian university. 2016. N123 (09). 54 (In Russian). DOI: 10.21515/1990-4665-123-054.Алдошин Н.В., Голубев В.В., Васильев А.С. и др. Перспективы использования пластиковых деталей сельскохозяйственных машин // АгроЭкоИнженерия. 2023. N3(116). С. 20-34. DOI: 10.24412/2713-2641-2023-3116-20-33.Aldoshin N.V., Golubev V.V., Vasiliev A.S. et al. Application potential of plastic parts of agricultural machines. AgroEcoEngineering. 2023. N3 (116).20-34 (In Russian). DOI: 10.24412/2713-2641-2023-3116-20-33.Денисов В.А., Задорожний Р.Н., Романов И.В. и др. Триботехнические свойства материалов для опор скольжения культиваторов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16. N4. С. 13-18. DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-4-13-18.Denisov V.A., Zadorozhniy R.N., Romanov I.V. et al. Tribotechnical properties of materials for cultivator sliding bearings. Agricultural Machinery and Technologies. 2022. Vol. 16. N4.13-18 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599- 2022-16-4-13-18.Campbell C.S. Granular material flows. An overview. Powder Technology. 2006. Vol. 162. N3. 208-229. DOI: 10.1016/j.powtec.2005.12.008.Campbell C.S. Granular material flows. An overview. Powder Technology. 2006. Vol. 162. N3. 208-229 (In English). DOI: 10.1016/j.powtec.2005.12.008.Fathani T.F., Legono D., Karnawati D. A numerical model for the analysis of rapid landslide motion. Geotechnical and Geological Engineering. 2017. Vol. 35. N5. 2253-2268. DOI: 10.1007/s10706-017-0241-9.Fathani T.F., Legono D., Karnawati D. A numerical model for the analysis of rapid landslide motion. Geotechnical and Geological Engineering. 2017. Vol. 35. N5. 2253-2268 (In English). DOI: 10.1007/s10706-017-0241-9.Дмитриев С.Ю., Дмитриев Ю.П., Ценч Ю.С. Комплекс машин АГРОМАШ для обработки залежных земель // Вестник ВИЭСХ. 2018. N2 (31). С. 40-47. EDN: RXFMCP.Dmitriev S.Yu., Dmitriev Yu.P., Tsench Yu.S. Complex of AGROMASH machines for processing fallow lands. Vestnik VIESH. 2018. N2 (31). 40-47 (In Russian). EDN: RXFMCP.Алябьев А.Ф., Котов А.А. Изменение тяговых свойств гусеничного движителя при замерзании-оттаивании почвы // Техника и оборудование для села. 2018. N4. С. 10-13. EDN: YWXXOG.Alyabyev A.F., Kotov A.A. Change in hauling properties of a caterpillar mover in case of soil freezing and thawing. Machinery and Equipment for Rura lArea. 2018. N4. 10-13 (In Russian). EDN: YWXXOG.Лобачевский Я.П., Старовойтов С.И. Теоретические и технологические аспекты работы рыхлительного рабочего органа // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. N5. С. 17-23. DOI: 10.22314/207375992016.5.1723.Lobachevskiy Ya.P., Starovoytov S.I. Theoretical and technological aspects of ripper working tools operation. Agricultural Machinery and Technologies. 2016. N5. 17-23 (In Russian). DOI: 10.22314/207375992016.5.1723.Дворук В.И., Борак К.В., Бучко И.А., Кириенко Н.А. Влияние типа почвы на разрушение низколегированных сталей при изнашивании // Трение и износ. 2022. Т. 43. N6. С. 583-593. DOI: 10.32864/0202-4977-2022-43-6-583-593.Dvoruk V.I., Borak K.V., Buchko I.A., Kirienko N.A. Influence of soil type on breaking of low-alloy steels during wear. Friction and Wear. 2022. Vol. 43. N6. 583-593 (In Russian). DOI: 10.32864/0202-4977-2022-43-6-583-593.

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