vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestiag-269Research ArticleМЕХАНІЗАЦЫЯ І ЭНЕРГЕТЫКАMECHANIZATION AND POWER ENGINEERINGТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОЧВУ УПЛОТНЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОЛЬЧАТО-ПРУТКОВЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ КАТКОВЫХ ПРИСТАВОКTHEORETICAL RESEARCH OF EFFECTS OF SEALING ELEMENTS OF STAR WHEELED ROD WORKING UNITS OF ROLLER ACCESSORIESКрукИ. С.KrukI. S.

кандидат технических наук, доцент

пр. Независимости, 99, 220023

Ph.D. (Engineering). Assistant Professor

99 Nezavisimosti Ave., 220023

krug_igar@mail.ruЧигаревЮ. В.ChigarevY. V.

доктор физико-математических наук, профессор

пр. Независимости, 99, 220023

D.Sc. (Pisico-Mathematical), Professor

99 Nezavisimosti Ave., 220023

НазаровФ. И.NazarovF. I.

пр. Независимости, 99, 220023

99 Nezavisimosti Ave., 220023

РоманюкВ.RomanyukV.

хаб. доктор технических наук, профессор

ул. Раковецкая, 14

D.hab. (Engineering), Professsor

Белорусский государственный агарный технический университет, МинскThe Belarusian State Agrarian Technical University, MinskБелорусский государственный агарный технический университет, Минск; Западнопоморский технологический университет, ЩетинThe Belarusian State Agrarian Technical University, Minsk; West Pomeranian Technological University, ShchezinИнститут технологических и естественных наук в Фалентах, ВаршаваInstitute of Technological and Natural Sciences in Falenty, Warsaw2017121220170492102Copyright © Крук И.С., Чигарев Ю.В., Назаров Ф.И., Романюк В., 20172017Крук И.С., Чигарев Ю.В., Назаров Ф.И., Романюк В.Kruk I.S., Chigarev Y.V., Nazarov F.I., Romanyuk V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/269

Система обработки почвы, основанная на применении комбинированных агрегатов, позволяет снизить энергетические и трудовые затраты на единицу произведенной продукции и получить наибольший экономический эффект при сохранении плодородия почвы. Для обеспечения требуемого качества основной обработки почвы, усадки и поверхностной обработки пласта в пахотных агрегатах используются различные дополнительные приспособления. Наиболее универсальными при этом являются кольчато-шпоровые катки с различными формами уплотняющих элементов, которые качественно крошат, выравнивают и уплотняют поверхностный слой обернутых пластов. На качество выполняемого технологического процесса влияют конструкция, геометрические размеры катков, кинематические и динамические параметры их работы, а также состояние обрабатываемого агрофона. В статье выполнен анализ форм уплотняющих элементов кольчато-прутковых катков, закономерностей формирования и распространения ядра уплотнения почвы под их воздействием, на основе которых получены зависимости для определения технологических параметров кольчато-прутковых катков. В результате проведенных исследований закономерностей воздействия прутков на почву, получены уравнения его движения и условие уплотнения. Результаты исследований дополняют теорию взаимодействия упрочняющих элементов кольчато-прутковых рабочих органов на почву, позволяют определить их конструкционные и технологические параметры и могут быть использованы при проектировании почвообрабатывающих катков. 

The soil treatment system based on combined units application, allows to decrease energy and labor costs per output unit and to obtain the greatest economic effect while maintaining soil fertility. Various additional accessories are used to provide the required quality of the basic soil cultivation, shrinkage and surface treatment of formation in arable units. The most universal in this case are the star wheeled rollers with various forms of sealing elements, which crumble, smooth and compact the surface of the layers that were turned over. The quality of the process is influenced by the design, geometric dimensions of the rollers, the kinematic and dynamic parameters of operation, as well as condition of the cultivated agrophone. The purpose of the study was to substantiate the geometric parameters, the shape of the sealing elements, and the theoretical studies on their effect on soil. The article analyzes shapes of the sealing elements of star wheeled rod rollers, regularities of formation and propagation of the soil compaction kernel under their influence, on the basis of which the dependences for determining the technological parameters of star wheeled rollers have been obtained. As a result of the conducted studies of the effect of rods on the soil, the equations of its motion and compaction condition are obtained. The results of the studies supplement the theory of the interaction of reinforcing elements of star wheeled rod working organs on the soil, allow to determine their structural and technological parameters and can be used for design of soil-cultivating rollers. 

теория взаимодействия упрочняющих элементов кольчато-прутковых рабочих органов на почвукольчато-шпоровые каткиtheory of interaction of reinforcing elements of star wheeled rod working units on soilstar wheeled rollersReferencesDevelopment trends in soil cultivation and fertilization engineering in the aspect of organic farming standards / ed. E. Kaminski. – Falenty : Widaw. ITP, 2011. – 160 p.Kaminski E. (ed.) Development trends in soil cultivation and fertilization engineering in the aspect of organic farming standards. Falenty, Widawnictwo ITP, 2011. 160 p.Kaminski, J.R. Ciagnikowe agregaty maszynowe w nowoczesnym rolnictwie / J.R. Kaminski, I.S. Kruk, A. Szeptycki. – Falenty : Widaw. ITP, 2015. – 133 p. – (Inzynieria w Rolnictwie. Monografie ; nr 18).Kaminski J. R., Kruk I. S., Szeptycki A. Ciągnikowe agregaty maszynowe w nowoczesnym rolnictwie. Ser. Inzynieria w Rolnictwie. Monografie; nr 18 [Agricultural tractor units in modern agriculture. Ser. Engineering in Agriculture. Monographs; no. 18]. Falenty, Widawnictwo ITP, 2015. 133 p. (In Poland).Клочков, А.В. Сельскохозяйственные машины / А.В. Клочков, Н.В. Чайчиц, В.П. Буяшов. – Минск : Ураджай, 1997. – 491 с.Klochkov A. V., Chaychits N. V., Buyashov V. P. Sel’skokhozyaystvennye mashiny [Agricultural machines]. Minsk, Uradzhay Publ., 1997. 491 p. (In Russian).Kirunki rozwoju techniki w transporcie rolniczym, uprawie gleby, siewie, nawozeniu i ochronie roslin / red. nauk. W. Golka. – Falenty : Widaw. ITP, 2016. – 138 p. – (Inzynieria w Rolnictwie. Monografie ; nr 23).Golka W. (ed.) Kirunki rozwoju techniki w transporcie rolniczym, uprawie gleby, siewie, nawozeniu i ochronie roslin. Ser. Inzynieria w Rolnictwie. Monografie; nr 23 [Development trends in agricultural transport, soil cultivation, sowing, fertilization and plant protection. Ser. Engineering in Agriculture. Monographs; no. 23]. Falenty, Widawnictwo ITP, 2016. 138 p. (In Poland).Сельскохозяйственные и мелиоративные машины / Г.Е. Листопад [и др.] ; ред. Г.Е. Листопад. – 2-е изд., пере- раб. и доп. – М. : Агропромиздат, 1986. – 688 с.Listopad G.E., Demidov G. K., ZonovB. D., Novokhatskiy V. S., Sapunkov A. P., Selivanov V. A. Sel’skokhozyaystvennye i meliorativnye mashiny. 2-e izd. [Agricultural and land reclamation machines. 2nd ed.]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1986. 688 p. (In Russian).Сысолин, П.В. Почвообрабатывающие и посевные машины: история, машиностроение, конструирование / П.В. Сысолин, Л.В. Погорелый. – Киев : Феникс, 2005. – 264 с. – (Сельскохозяйственная техника XX века).Sysolin P. V., Pogorelyy L. V. Pochvoobrabatyvayushchie i posevnye mashiny: istoriya, mashinostroenie, konstruirovanie [Tillage and sowing machines: history, mechanical engineering, design]. Kiev, Feniks Publ., 2005. 264 p. (In Russian).Назаров, Ф.И. Повышение эффективности использования катковых приставок в комбинированных пахотных агрегатах / Ф.И. Назаров // Молодежь в науке – 2014 : прил. к журн. «Вес. Нац. акад. навук Беларусi» : в 5 ч. / Нац. акад. наук Беларуси, Совет молодых ученых НАН Беларуси ; ред.: В.Г. Гусаков [и др.]. – Минск, 2015. – Ч. 5. – С. 125–128.Nazarov F. I. Povyshenie effektivnosti ispol’zovaniya katkovykh pristavok v kombinirovannykh pakhotnykh agregatakh [Increase of the efficiency of roller attachment use in combined plowing units]. Molodezh’ v nauke – 2014: prilozhenie k zhurnalu “Vestsі Natsyyanal’nay akademіі navuk Belarusі [Youth in Science – 2014: supplement to the journal “Proceedings of the National Academy of Science of Belarus. Agrarian series”]. Minsk, 2015, pt. 5, pp. 125–128. (In Russian).Крук, И.С. Обеспечение требуемого качества подготовки почвы под посев культур при использовании дополнительных почвообрабатывающих устройств в пахотных агрегатах / И.С. Крук, Ф.И. Назаров // Научно- технический прогресс в сельскохозяйственном производстве : материалы междунар. науч.-практ. конф., Минск, 28– 30 нояб. 2013 г. / Белорус. гос. аграр. техн. ун-т [и др.] ; ред.: И.Н. Шило [и др.]. – Минск, 2013. – С. 279–282.Kruk I. S., Nazarov F. I. Obespechenie trebuemogo kachestva podgotovki pochvy pod posev kul’tur pri ispol’zovanii dopolnitel’nykh pochvoobrabatyvayushchikh ustroystv v pakhotnykh agregatakh [Provision of the required quality of soil preparation for crop sowing using additional tillage devices in plowing units]. Nauchno-tekhnicheskiy progress v sel’skokhozyaystvennom proizvodstve : materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, Minsk, 28–30 noyabrya 2013 g. [Scientific and technical progress in agricultural production: materials of the International Scientific and Practical conference, Minsk, November 28–30, 2013]. Minsk, 2013, pp. 279–282. (In Russian).Дополнительные орудия для повышения эффективности основной обработки почвы оборотными плугами / И.С. Крук [и др.] // Техническое обеспечение инновационных технологий в сельском хозяйстве : сб. науч. ст. междунар. науч.-практ. конф., Минск, 8–9 июня 2016 г. / Белорус. гос. аграр. техн. ун-т [и др.] ; ред.: Н.Н. Романюк [и др.]. – Минск, 2016. – С. 122–128.Kruk I. S., Gordeenko O. V., Nazarov F. I., Geruk S. N., Amelichev V. V. Dopolnitel’nye orudiya dlya povysheniya effektivnosti osnovnoy obrabotki pochvy oborotnymi plugami [Additional tools for increasing the efficiency of basic tillage with reversible plows]. Tekhnicheskoe obespechenie innovatsionnykh tekhnologiy v sel’skom khozyaystve: sbornik nauchnykh statey mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, Minsk, 8–9 iyunya 2016 g. [Technical support of innovative technologies in agriculture: a collection of scientific articles of the International Scientific and Practical Conference, Minsk, June 8–9, 2016]. Minsk, 2016, pp. 122–128. (In Russian).Крук, И.С. Повышение эффективности использования дополнительных устройств для поверхностной обработки почвенного пласта в пахотных агрегатах / И.С. Крук, Ю.В. Чигарев, Ф.И. Назаров // Proceedings of 8th International research and development conference of Central and Eastern European institutes of agricultural engineering (CEE AgEng),Poznan, Puszczykowo, 25–28 june 2013. – Poznan, 2013. – P. 13–17.Kruk I. S., Chigarev Yu.V., Nazarov F. I. Povyshenie effektivnosti ispol’zovaniya dopolnitel’nykh ustroystv dlya poverkhnostnoy obrabotki pochvennogo plasta v pakhotnykh agregatakh [Increase of the efficiency of using additional devices for surface treatment of soil in plowing units]. Proceedings of 8th International research and development conference of Central and Eastern European institutes of agricultural engineering (CEE AgEng) (Poznan, Puszczykowo, 25–28 june 2013). Poznan, 2013, pp. 13–17.К обоснованию геометрических параметров кольчато-шпоровых катков / И.С. Крук [и др.] // Техническое обеспечение инновационных технологий в сельском хозяйстве : сб. науч. ст. Междунар. науч.-практ. конф., Минск, 8–9 июня 2016 г. / Белорус. гос. аграр. техн. ун-т [и др.] ; ред.: Н.Н. Романюк [и др.]. – Минск, 2016. – С. 118–122.Kruk I. S., Nazarov F. I., Chigarev Yu.V., Gordeenko O. V., Geruk S. N. K obosnovaniyu geometricheskikh parametrov kol’chato-shporovykh katkov [To the substantiation of the geometric parameters of ring-spiral rollers]. Tekhnicheskoe obespechenie innovatsionnykh tekhnologiy v sel’skom khozyaystve: sbornik nauchnykh statey mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, Minsk, 8–9 iyunya 2016 g. [Technical support of innovative technologies in agriculture: a collection of scientific articles of the International Scientific and Practical Conference, Minsk, June 8–9, 2016]. Minsk, 2016, pp. 118–122. (In Russian).Крук, И.С. Повышение эффективности использования катковых приставок в комбинированных пахотных агрегатах / И.С. Крук, Ю.В. Чигарев, Ф.И. Назаров // Trendy w inzynierii rolniczej – energia odnawialna : XVI Miedzynar. konf. nauk. z cyklu «Problemy inzynierii rolniczej», Miedzyzdroje, Poland, 4–6 czerw. 2014. – Miedzyzdroje, 2014. – S. 50–53.Kruk I. S., Chigarev Yu.V., Nazarov F. I. Povyshenie effektivnosti ispol’zovaniya katkovykh pristavok v kombinirovannykh pakhotnykh agregatakh [Increase in the efficiency of roller attachment use in combined plowing units]. Trendy w inzynierii rolniczej – energia odnawialna: XVI Międzynarodowa konferencja naukowa z cyklu «Problemy inzynierii rolniczej», Miedzyzdroje, Poland, 4–6 czerwca 2014 [Trends in agricultural engineering – renewable energy: 16th International scientific conference on the “Problems of Agricultural Engineering”, Miedzyzdroje, Poland, 4–6 June 2014]. Miedzyzdroje, 2014, pp. 50–53. (In Poland).Голубев, В.В. Обоснование параметров и режимов работы почвообрабатывающего катка для предпосевной обработки почвы под мелкосеменные культуры : дис. … канд. техн. наук : 05.20.01 / В.В. Голубев. – Тверь, 2004. – 178 л.Golubev V. V. Obosnovanie parametrov i rezhimov raboty pochvoobrabatyvayushchego katka dlya predposevnoy obrabotki pochvy pod melkosemennye kul’tury. Diss. kand. tekhn. nauk [Substantiation of the parameters and operating modes of a soil-cultivating compactor for secondary tillage for small-seed crops. Ph.D. thesis in engineering science]. Tver, 2004. 178 p. (In Russian).Экспериментальные исследования уплотняющего воздействия на почву рабочего органа катковой приставки / И.С. Крук [и др.] // Агропанорама. – 2015. – №4. – С. 2–5.Kruk I. S., Chigarev Yu.V., Nazarov F. I., Kosovskiy P. V. Eksperimental’nye issledovaniya uplotnyayushchego vozdeystviya na pochvu rabochego organa katkovoy pristavki [Experimental studies of compacting effect of a roller set operating element on soil]. Agropanorama [Agropanorama], 2015, no. 4, pp. 2–5. (In Russian).Синеоков, Г.Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин / Г.Н. Синеоков, И.М. Панов. – М. : Машиностроение, 1977. – 328 с.Sineokov G. N., Panov I. M. Teoriya i raschet pochvoobrabatyvayushchikh mashin [Theory and calculation of soil-cultivating machines]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1977. 328 p. (In Russian).Кулен, А. Современная земледельческая механика / А. Кулен, Х. Куиперс ; пер. с англ. А.Э. Габриэляна ; ред. Ю.А. Смирнов. – М. : Агропромиздат, 1986. – 349 с.Koolen A. J., Kuipers H. Agricultural soil mechanics. Berlin, Springer-Verlag, 1983. 244 p. (Russ. ed.: Kulen A., Kuipers Kh. Sovremennaya zemledel’cheskaya mekhanika. Moscow, Agropromizdat Publ., 1986. 349 p.)Кушнарев, А.С. Механико-технологические основы обработки почвы / А.С. Кушнарев, В.И. Кочев. – Киев : Урожай, 1989. – 140 с.Kushnarev A. S., Kochev V. I. Mekhaniko-tekhnologicheskie osnovy obrabotki pochvy [Mechanic and technological bases of soil cultivation]. Kiev, Urozhay Publ., 1989. 140 p. (In Russian).Воронин, А.Д. Основы физики почв / А.Д. Воронин. – М. : Изд-во МГУ, 1986. – 244 с.Voronin A. D. Osnovy fiziki pochv [Bases of soil physics]. Moscow, Publishing house of Moscow State University, 1986. 244 p. (In Russian).Бондарев, А.Г. Физические свойства почв как теоретическая основа их уплотнения сельскохозяйственной техникой / А.Г. Бондарев // Влияние сельскохозяйственной техники на почву : науч. тр. / ВАСХНИЛ, Почв. ин-т им. В.В. Докучаева ; отв. ред. А.Г. Бондарев. – М., 1981. – С. 3–9.Bondarev A. G. Fizicheskie svoystva pochv kak teoreticheskaya osnova ikh uplotneniya sel’skokhozyaystvennoy tekhnikoy [Physical properties of soils as a theoretical basis for their compaction with agricultural machinery]. Vliyanie sel’skokhozyaystvennoy tekhniki na pochvu: nauchnye trudy [Influence of agricultural machinery on soil: scientific works]. Moscow, 1981, pp. 3–9. (In Russian).Чигарев, Ю.В. Математические основы механики почв / Ю.В. Чигарев, П.Н. Синкевич. – Минск : Технопринт, 2004. – 163 с.Chigarev Yu.V., Sinkevich P. N. Matematicheskie osnovy mekhaniki pochv [Mathematical foundations of soil mechanics]. Minsk, Tekhnoprint Publ., 2004. 163 p. (In Russian).

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