vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2025-19-1-61-68RFJZYZvimjour-643Research ArticleИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕINNOVATIVE TECHNOLOGIES AND EQUIPMENTРазрушение слоя почвы рабочими органами плоскорежущего типаSoil Layer Destruction by Flat-Cutting Working BodiesБелоусовС. В.BelousovS. V.

Сергей Витальевич Белоусов, кандидат технических наук; доцент 

Краснодар, Зерноград

 

Sergey V. Belousov, Ph.D.(Eng.); associate professor

Krasnodar, Zernograd

sergey_belousov_87@mail.ruРыковВ. Б.RykovV. B.

Виктор Борисович Рыков, доктор технических наук; профессор; старший научный сотрудник

Зерноград, Ростов-на-Дону

Viktor B. Rykov, Dr.Sc.(Eng.); professor; senior researcher

Zernograd, Rostov-on-Don

rykov.vb@gmail.comКамбуловС. И.KambulovS. I.

Сергей Иванович Камбулов, доктор технических наук; главный научный сотрудник; доцент

Зерноград, Ростов-на-Дону

Sergey I. Kambulov, Dr.Sc.(Eng.); associate professor; chief researcher

Zernograd, Rostov-on-Don

kambulov.s@mail.ruТуровскийБ. В.TurovskyB. V.

Борис Владимирович Туровский, кандидат технических наук; профессор

Краснодар

 

Boris V. Turovsky, Ph.D.(Eng.); professor

Krasnodar

boturovskij@yandex.ruКубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина»; Аграрный научный центр «Донской»РоссияKuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin; Agrarian Research Center «Donskoy»Russian FederationАграрный научный центр «Донской»; Донской государственный технический университет»РоссияAgrarian Research Center «Donskoy»; Don State Technical UniversityRussian FederationКубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина»РоссияKuban State Agrarian University named after I.T. TrubilinRussian Federation2025220320251916168Copyright © Белоусов С.В., Рыков В.Б., Камбулов С.И., Туровский Б.В., 20252025Белоусов С.В., Рыков В.Б., Камбулов С.И., Туровский Б.В.Belousov S.V., Rykov V.B., Kambulov S.I., Turovsky B.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/643

Отмечено; что при использовании рабочих органов плоскорежущего типа важно учитывать изменение сопро­тивления разрыву почвы в зависимости от ее относительной влажности; изменение сопротивления резанию ножами с ромбическим поперечным сечением и сопротивления резанию в зависимости от числа плоскостей резания. Работа по­священа аналитическому исследованию влияния угла заточки ножа на удельное сопротивление резанию плодородного слоя почвы. (Цель исследования) Изучение процесса разрушения слоя почвы рабочими органами плоскорежущего типа. (Материалы и методы) Предложен новый почвообрабатывающий орган; проведены его предварительные теоретические исследования. Методика опыта предусматривает измерение только вертикальной составляющей давления пласта почвы на рабочий орган. При этом боковые стойки; удерживающие нож; перемещаются по заранее подготовленным направля­ющим. (Результаты и обсуждение) Научная новизна исследований заключается в использовании зависимостей; которые отражают взаимосвязь параметров и режимов функционирования нового рабочего органа в процессе взаимодействия его c почвой. Предложена методика инженерного расчета рабочего органа при взаимодействии его с почвой. При ширине зуба на плоскорежущем рабочем органе 5 сантиметров и длине 7 сантиметров наименьшее сопротивление на тяжелом суглинке будет получено при отношении ширины зуба на рабочем органе к расстоянию между зубьями 2-3;5. (Выводы) Установлено; что длину зубьев следует задавать приблизительно равной расстоянию между зубьями. Определено влияние заточки на техническое состояние рабочих органов на производительность агрегата в целом. Приведены аналитические данные; которые позволяют сделать вывод; что для ножей с большой шириной захвата выгоднее увеличивать глубину ре­зания; так как удельное сопротивление резанию при этом уменьшается.

The paper emphasizes the importance of considering the dependence of soil tensile resistance on the relative moisture content when using flat-cutting working tools. Additionally; it highlights the dependence of soil tensile resistance on rhombic cross-section blades and the number of cutting planes. This study focuses on examining the effect of the blade sharpening angle on the specific cutting resistance of the fertile soil layer. (Research purpose) To study the soil layer destruction process using flat­cutting working bodies. (Materials and methods) A new soil-tillage tool was developed and subjected to preliminary theoretical analysis. The experimental methodology focuses on measuring only the vertical component of the soil layer’s pressure acting on the working tool. Theoretical analysis demonstrates that the side brackets supporting the blade move along pre-designed guides. (Results and discussion) The research novelty lies in establishing relationships that describe the dependence between the parameters and operating modes of the new working body during its interaction with the soil. A method for the engineering calculation of the working body’s interaction with surfaces has been proposed. The findings indicate that; in heavy loam; the lowest resistance is achieved with a tine on the working organ width of 5 centimeters and a length of 7 centimeters when the ratio of the tine width to the distance between the tines is 2-3.5. (Conclusions) It has been established that the tine length should be approximately equal to the distance between the tines. The study also highlights the impact of sharpening on the technical condition of working bodies and the overall productivity of the tool. Analytical data indicate that for blades with a large cutting width; increasing the cutting depth is more effective in reducing specific cutting resistance.

почваобработка почвыклинсопротивление резаниюгоризонтальный ножрабочие органызубьяпроизводительностьsoilsoil tillagewedgecutting resistancehorizontal bladeworking toolsworking bodiestinesproductivityReferencesПархоменко Г.Г., Подлесный Д.С., Камбулов С.И., Божко И.В. Сравнительный анализ вариантов рабочего органа парового культиватора по качественным показателям // Таврический вестник аграрной науки. 2024. N1(37). С. 136-148. DOI: 10.5281/zenodo.10930800.Parkhomenko G.G., Podlesny D.S., Kambulov S.I., Bozh­ko I.V. Comparative analysis of the working bodies of a field cultivator according to qualitative indicators. Taurida Herald of the Agrarian Sciences. 2024. N1(37). 136-148 (In Russian). DOI: 10.5281/zenodo.10930800.Трубилин Е.И., Белоусов С.В., Лепшина А.И. Основная обработка почвы с оборотом пласта в современных условиях работы и устройства для ее осуществления // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. N104. С. 1902-1922. EDN: TFWSLT.Trubilin E.I., Belousov S.V., Lepshina A.I. Basic soil cultivation with a turnover in the formation of modern working conditions and arrangements for its implementation. Polythematic online scientific journal of Kuban state agra­rian university. 2024. N104. 1902-1922 (In Russian). EDN: TFWSLT.Parkhomenko G.G., Kambulov S.I., Pakhomov V.I. Calculation of parameters of the cultivator’s working body based on bionic shaping. Agricultural Cyber-Physical Systems. 2024. 733-1. 1071-1078. DOI: 10.1007/978-3-031-37978-9_103.Parkhomenko G.G., Kambulov S.I., Pakhomov V.I. Calculation of parameters of the cultivator’s working body based on bionic shaping. Agricultural Cyber-Physical Systems. 2024. 733-1. 1071-1078 (In English). DOI: 10.1007/978-3-031-37978-9_103.Измайлов А.Ю., Сидоров С.А., Лобачевский Я.П. и др. Научные принципы повышения износостойкости рабочих органов почвообрабатывающей техники // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2012. N3. С. 5-7. EDN: PATNMP.Izmailov A.Yu., Sidorov S.A., Lobachevsky Ya.P. et al. Scien­tific principles of raising wear resistance in working organs of soil tillage machinery. Vestnik of the Russian Agricultural Sciences. 2012. N3. 5-7 (In Russian). EDN: PATNMP.Измайлов А.Ю., Шогенов Ю.Х. Интенсивные машинные технологии и техника нового поколения для производства основных групп сельскохозяйственной продукции // Техника и оборудование для села. 2017. N7. С. 2-6. EDN: ZBMMSL.Izmailov A.Yu., Shogenov Yu.K. Intensive machine technologies and new generation machinery for manufactu­ring main groups of agricultural produce. Machinery and Equipment for Rural Area. 2017. N7. 2-6 (In Russian). EDN: ZBMMSL.Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П., Сизов О.А. Технологии и технические средства для восстановления и реабилитации неиспользуемых и деградированных сельхозугодий // Техника и оборудование для села. 2010. N2. С. 12-14. EDN: KZWFSJ.Izmaylov A.Yu., Lobachevsky Ya.P., Sizov O.A. The technological and technique means for recreation and rehabili­tation of idle and degraded agricultural lands. Machinery and Equipment for Rural Area. 2010. N2. 12-14 (In Russian). EDN: KZWFSJ.Лачуга Ю.Ф., Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П., Мазитов Н.К. Почвообрабатывающая техника: пути импортозамещения // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. N2. С. 37-42. DOI: 10.22314/207375992017.2.3741.Lachuga Yu.F., Izmaylov A.Yu., Lobachevskiy Ya.P., Mazitov N.K. Soil-cultinating machinery: ways of import substitution. Agricultural Machinery and Technologies. 2017. N2. 37-42 (In Russian). DOI: 10.22314/207375992017.2.3741.Гудков С.В., Саримов Р.М., Асташев М.Е. и др. Современные физические методы и технологии в сельском хозяйстве // Успехи физических наук. 2024. Т. 194. N2. С. 208-226. DOI: 10.3367/UFNr.2023.09.039577.Gudkov S.V., Sarimov R.M., Astashev M.E. et al.. Mo­dern physical methods and technologies in agriculture. Phy­sics-Uspekhi (Advances in Physical Sciences). 2024. Vol. 194. N2. 208-226 (In Russian). DOI: 10.3367/UFNr.2023.09.039577.Белоусов С.В., Лепшина А.И., Трубилин М.Е. Лемешный плуг для обработки почвы с оборотом пласта // Сельский механизатор. 2015. N3. С. 6-7. EDN: TUHAJJ.Belousov S.V., Lepshina A.I., Trubilin M.E. Moldboard plow for full inversion tillage. Selskiy Mechanizator. 2015. N3. 6-7 (In Russian). EDN: TUHAJJ.Белоусов С.В., Камбулов С.И., Рыков В.Б., Туровский Б.В. Кинематика ротационных почвообрабатывающих машин // Известия Нижневолжского агро­университетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2023. N1(69). С. 509-519 . DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-56.Belousov S.V., Kambulov S.I., Rykov V.B., Turovsky B.V. Kinematics of rotary tillage machines. Proceedings of Lower Volga Agro-University Complex: Science and Higher Education. 2023. N1(69). 509-519 (In Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-56.Пархоменко Г.Г., Камбулов С.И., Белоусов С.В. Методика определения критериев подобия для рабочих органов глубокорыхлителя // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2023. N1(69). С. 556-563. DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-61.Parhomenko G.G., Kambulov S.I., Belousov S.V. Metho­dology for determining the similarity criteria for the parts of a deep - miner. Proceedings of Lower Volga Agro-University Complex: Science and Higher Education. 2023. N1(69). pp. 556-563 (In Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-61.Жалнин А.А., Чаткин М.Н., Федоров С.Е. и др. Оценка уплотняющего воздействия катка на почву комбинированного культиватора // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2024. N2. С. 44-51. DOI: 10.55170/1997-3225-2024-9-2-44-51.Zhalnin A.A., Chatkin M.N., Fedorov S.E. et al. Assessment of the compacting effect of the roller on the soil of a combined cultivator. Bulletin Samara State Agricultural Academy. 2024. N2. 44-51 (In Russian). DOI: 10.55170/1997-3225-2024-9-2-44-51.Лачуга Ю.Ф., Месхи Б.Ч., Пахомов В.И. и др. Исследование по возделыванию трититригии в полузасушливой зоне // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17. N3. С. 34-42. DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-3-34-42.Lachuga Yu.F., Meskhi B.Ch., Pakhomov V.I. et al. Investigating trititrigia cultivation in a semi-arid zone. Agricultural Machinery and Technologies. 2023. Vol. 17. N3. 34-42 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-3-34-42.Borisenko I., Meznikova M. Strip tillage as an implementation of resource-saving approaches in areas of risky agriculture. E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 398. 01023. DOI: 10.1051/e3sconf/202339801023.Borisenko I., Meznikova M. Strip tillage as an implementation of resource-saving approaches in areas of risky agriculture. E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 398. 01023 (In English). DOI: 10.1051/e3sconf/202339801023.Mudarisov S.G., Lobachevsky Ya.P., Farkhutdinov I.M. et al. Justification of the soil dem-model parameters for predicting the plow body resistance forces during plowing. Journal of Terramechanics. 2023. Vol. 109. 37-44. DOI: 10.1016/j.jterra.2023.06.001.Mudarisov S.G., Lobachevsky Ya.P., Farkhutdinov I.M. et al. Justification of the soil dem-model parameters for predicting the plow body resistance forces during plowing. Journal of Terramechanics. 2023. Vol. 109. 37-44 (In Eng­lish). DOI: 10.1016/j.jterra.2023.06.001.Пархоменко Г.Г., Пархоменко С.Г. Экологически безопасная эксплуатация технических средств в условиях физической деградации почвы // Технический сервис машин. 2019. N2(135). С. 40-46. EDN: WSZBHC.Parkhomenko G.G., Parkhomenko S.G. Ecologically safe operation of technical facilities in conditions of physical degradation of soil. Machinery Technical Service. 2019. N2(135). 40-46 (In Russian). EDN: WSZBHC.Helman D., Lensky I.M., Bonfil D.J. Early prediction of wheat grain yield production from root-zone soil water content at heading using Crop RS-Met. Field Crops Research. 2019. 232. 11-23. DOI: 10.1016/j.fcr.2018.12.003.Helman D., Lensky I.M., Bonfil D.J. Early prediction of wheat grain yield production from root-zone soil water content at heading using Crop RS-Met. Field Crops Research. 2019. 232. 11-23 (In English). DOI: 10.1016/j.fcr.2018.12.003.Burton G.J., Shend D.S., Cambell C. Bimodal pore size distribution of a high-plasticity compacted clay. Géotechnique Letters. 2014. 4. 2. 88-93. DOI: 10.1680/geolett.14.00003.Burton G.J., Shend D.S., Cambell C. Bimodal pore size distribution of a high-plasticity compacted clay. Géotechnique Letters. 2014. 4. 2. 88-93 (In English). DOI: 10.1680/geolett.14.00003.Чаткин М.Н., Федоров С.Е., Бычков М.В. и др. Комбинированные культиваторы для дифференцированной обработки почвы в системе точного земледелия // Сельский механизатор. 2022. N12. С. 2-3. DOI: 10.47336/0131-7393-2022-12-2-3-14.Chatkin M.N., Fedorov S.E., Bychkov M.V. et al. Combined cultivators for differentiated tillage in precision farming system. Selskiy Mechanizator. 2022. N12. 2-3 (In Russian). DOI: 10.47336/0131-7393-2022-12-2-3-14.Чаткин М.Н., Федоров С.Е.,. Бычков М.В,. Жалнин А.А. Экспериментальное исследование рабочего органа глубокорыхлителя // Сельский механизатор. 2022. N2. С. 12-14. EDN: FXEUJH.Chatkin M.N., Fedorov S.E., Bychkov M.V., Zhalnin A.A. Experimental study of the working organ of a deep-loader. Selskiy Mechanizator. 2022. N2. 12-14 (In Russian). EDN: FXEUJH.

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