Обоснование искусственной почвенной среды для лабораторных исследований износа и тяговых характеристик почворежущих рабочих органов

Представили результаты лабораторных исследований искусственной почвенной среды на основе песчано-парафиновых смесей, отражающей физико-механические свойства почвы с наличием растительных остатков. Провели испытания по определению тягового сопротивления почворежущих рабочих органов при обработке почвы с наличием корневых и пожнивных остатков.

(Цель исследования) Обосновать параметры искусственной почвенной среды, содержащей модели корневых и пожнивных остатков, для лабораторных исследований износа и тяговых характеристик почворежущих рабочих органов, эксплуатируемых на послеуборочных, целинных и залежных сельхозугодиях.

(Материалы и методы) Разработали искусственную почвенную среду путем введения в ее состав нитевидных компонентов длиной 5-25 миллиметров.

(Результаты и обсуждение) Определили критерии геометрического подобия «модель – натура» для почвенных условий Нечерноземной зоны России. Установили, что равенство критериев подобия «модель – натура» для лабораторного исследования залежных земель происходит при значениях длины нитевидных компонентов от 20 мм и концентрации от 20 отрезков на единицу площади сечения при прохождении 0,1 метра в искусственной почвенной средe. Выявили, что для моделирования старопахотных земель длина нитевидных компонентов должна превышать 5 миллиметров, концентрация – от 10 отрезков на 0,1 метра длины прохождения в искусственной почвенной средe. Провели полевые испытания пахотных агрегатов на залежных и старопахотных землях.

(Выводы) Установили, что равенство геометрических критериев подобия искусственной почвенной среды и реальных почвенных условий позволяет проводить лабораторные исследования изнашивания и тяговых характеристик лезвий почвообрабатывающих рабочих органов. Определили, что на целинных и залежных землях более 30 процентов затрат энергии приходится на разрыв корневой системы растительного покрова.

1. Сидоров С.А., Миронов Д.А., Поткин С.Н., Лискин И.В. Комбинированные лабораторные исследования материалов рабочих органов на абразивный износ // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. Т. 10. N6. С. 21-26.

2. Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П., Сизов В.А., Волобуев В.А. Технологии и технические средства для восстановления неиспользуемых и деградированных сельхозугодий // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2009. Т. 3. N4. С. 17-21.

3. Смагин А.В. Теория и практика конструирования почв. М.: Издательство Московского университета. 2012. 544 с.

4. Karmakar S., Lal Kushwaha R. CFD Simulation of Soil Forces on a Flat Tillage. Ah ASAE Meeting Presentation. 2005. N2. 56-61.

5. Веников В.А. Теория подобия и моделирования. М.: Высшая школа. 1976. 480 с.

6. Лискин И.В., Лобачевский Я.П., Миронов А.Д., Сидоров С.А., Панов А.И. Результаты лабораторных исследований почворежущих рабочих органов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2018. Т. 12. N4. С. 41-47.

7. Алабужев П.М., Геронимус В.Б., Минкевич Л.М., Шеховцов Б.А. Теория подобия и размерностей. М.: Высшая школа. 1968. 205 с.

8. Измайлов А.Ю., Лискин И.В., Лобачевский Я.П., Сидоров С.А., Хорошенков В.К., Миронова А.В., Лужнова Е.С. Применение теории подобия для моделирования износа почворежущих лезвий в искусственной абразивной среде // Российская сельскохозяйственная наука. 2016. N6. С. 48-51.

9. Mudarisov S.G., Gabitov I.I., Lobachevsky Y.P., Masitov N.K., Rakhimov R.S., Khamaletdinov R.R., Rarhimov I.R., Farkhutdinov I.M., Mukhametdinov A.M., Gareev R.T. Modeling the tehnologikal process of tillage. Soil & Tillage Research. 2019. Vol. 190. 70-77.

10. Zhou C.-Y., Kong L.-H., Cui G.-J., Yu K., Liu Z. Molding simulation of soft rock based on natural red bed materials. Rock and Soil Mechanirs.2020. Vol. 41. N2. 419-427.

11. Васенов И.И., Бузылев А.В., Курбатова Ю.А., Руднев Н.И., Тиунов А.И., Чистотин М.В. Агроэкологическое моделирование и проектирование. М.: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. 2010. 120 с.

12. Лобачевский Я.П. Прочностные и деформационные свойства связных задерненных почв // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2011. Т. 5. N3. С. 18-20.

13. Каштанов А.Н., Сизов О.А. Проблемы восстановления угодий, выбывших из сельскохозяйственного использования // Экономика сельского хозяйства России. 2008. N11. С. 174-176.

14. Мазитов Н.К., Шогенов Ю.Х., Ценч Ю.С. Сельскохозяйственная техника: решения и перспективы // Вестник ВИЭСХ. 2018. N3(32). С. 94-100.

15. Flenniken J.I., Hefner R.E., Weber I.A. Dynamic soil strength parameters from unconfined compression tests. Transaction of the ASAE. 1977. Vol. 20. N1. 21-25.

16. Raper R.L., Reeves D.W., Burt E.C. Using in-row subsoiling to minimize soil compaction caused by traffic. Journal of Cotton Science. 1998. N2. 130-135.

17. Миронов Д.А., Лискин И.В., Сидоров С.А. Влияние геометрических параметров долота на тяговые характеристики и ресурс лемехов отечественных плугов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2015. N6. С. 25-29.

18. Чертов О.Г., Комаров А.С., Надпорожская М.А., Михайлов А.В., Быховец С.С., Зудин С.Л., Зубкова Е.В. Динамическое моделирование процессов трансформации органического вещества почв. Имитационная модель ROMUL. Санкт-Петербургский государственный университет. 2007. 96 с.

19. 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.

20. Лискин И.В., Миронов Д.А., Курбанов Р.К. Обоснование параметров искусственной почвенной среды для лабораторного исследования изнашивания лезвия // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. N4. С. 37-42.

21. Измайлов А., Ю., Лобачевский Я.П., Лискин И.В., Миронов Д.А., Хорошенков В.К., Сидоров С.А. Повышение конструкционной прочности рабочих органов почвообрабатывающих машин // Российская сельскохозяйственная наука. 2018. N3. С. 57-60.