Теоретические аспекты оборота пласта в габаритах собственной борозды

Оборот пласта остается наиболее распространенным приемом основной обработки почвы. Высокой культуре земледелия в наибольшей степени удовлетворяет так называемая гладкая вспашка без образования свальных гребней и развальных борозд, которая выполняется оборотными плугами. (Цель исследования) Обосновать кинематику пласта при его обороте в собственную борозду без поперечного смещения. (Материалы и методы) При рассмотрении кинематики пласта принимается допущение, что он состоит из связной упругой среды, в процессе оборота в габаритах собственной борозды претерпевает деформации, но не разрушается. Такое допущение вполне корректно, так как известно, что задерненный и влажный пласт вырезается из почвенного массива сплошной неразрывной лентой и, практически сохраняя свои геометрические размеры, оборачивается на 180°. При обосновании траектории пласта применяются классические методы теоретической механики. (Результаты и обсуждения) Рассмотрены уравнения движения точек пласта при его обороте в габаритах собственной борозды. Все точки поперечного сечения пласта в процессе оборота изменяют свое положение в пространстве. Процессы изменений перемещения, скорости и ускорения i-ой точки теоретического пласта происходят по плавным зависимостям, описываемым тригонометрическими функциями. Однако при значении угла поворота ωt = π/2 происходит резкая смена направлений графиков перемещения, скорости и ускорения, что указывает на резко переменные нагрузки, которым подвергается пласт в области этой точки. Объясняется это сменой опорного ребра, относительно которого осуществляется вращение поперечного сечения пласта. Центр тяжести поперечного сечения движется с переменными скоростью и ускорением, что говорит о наличии инерционных сил, на преодоление которых потребуется определенная энергия. (Выводы) Величина затрачиваемой работы во многом будет зависеть от геометрических параметров пласта a, b и режимов его оборота ω. При обороте поперечного сечения пласта на угол ωt = π/2 – γ вертикальное ускорение центральной точки О принимает максимальное значение. В этом положении при определенных условиях возможен отрыв пласта от дна борозды. Исследование кинематики оборота почвенного пласта в собственную борозду позволило обнаружить новые явления, возникающие в процессе его движения и установить закономерности влияния геометрических параметров почвенного пласта на динамические характеристики.

1. Косолапов В.М., Цыгуткин А.С., Алдошин Н.В., Лы-лин Н. А. Агрономические основы инженерного обеспечения биологизации земледелия // Кормопроизводство. 2022. N3. C. 41-47. DOI: 10.25685/krm.2022.3.2022.007.

2. Лобачевский Я.П., Ценч Ю.С. Принципы формирования систем машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации технологических процессов в растениеводстве // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16. N4. С. 4-12. DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-4-4-12.

3. Ценч Ю.С. Научно-технический потенциал как главный фактор развития механизации сельского хозяйства // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16. N2. С. 4-13. DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-2-4-13.

4. Лобачевский Я.П., Панов А.И., Панов И.М. Перспективные направления совершенствования конструкций лемешно-отвальных плугов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2000. N6. С. 2-5.

5. Ахалая Б.Х., Шогенов Ю.Х., Ценч Ю.С., Квас С.А. Развитие технологий полосной энергоресурсосберегающей обработки почвы // Технический сервис машин. 2018. Т. 132. С. 232-237. EDN: VLSWCQ.

6. Сакун В. А., Лобачевский Я.П., Сизов О. А. Современный этап и пути дальнейшего развития пахотных агрегатов // Техника в сельском хозяйстве. 1991. N3. С. 9-12. EDN: UCQXIZ.

7. Шаров В.В. Деформация почвенного пласта при различных способах вспашки // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2004. N5. С. 23-24.

8. Алдошин Н.В. Анализ технологических процессов в растениеводстве // Техника в сельском хозяйстве. 2008. N1. С. 34-37. EDN: IJOHAV.

9. Сакун В.А., Лобачевский Я.П., Шаров В.В. Фронтальные плуги. Земледелие. 1982. Т 9. С. 53-54. EDN: UCXQPX.

10. Шаров В.В., Лобачевский Я.П. Прогноз использования почвообрабатывающих машин с активными рабочими органами // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2009. N1-2. С. 41. EDN: SZOKRZ.

11. Шаров В.В. Технология комбинированной обработки почвы с активным оборотом и крошением пласта // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2004. N10. С. 20-22. EDN: ZTMHNN.

12. Mudarisov S.G., Gabitov I.I., Lobachevsky Ya.P. et al. Modeling the technological process of tillage. Soil&Tillage Research. 2019. Т. 190. С. 70-77. DOI: 10.1016/j.still.2018.12.004.

13. 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. Т. 109. С. 37-44. DOI: 10.1016/j.jterra.2023.06.001.