МОДЕЛЮВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ СІВБИ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР СОШНИКАМИ ДЛЯ ПРЯМОГО ПОСІВУ НА СХИЛАХ

Ключові слова: робочий орган, технологічний процес, суцільне середовище, моделювання, сівба, зернові, сошник, фізико-механічні властивості ґрунту

Анотація

Натепер посів є одним із найактуальніших завдань, саме тому широко затребувана універсальна посівна техніка, яка повинна забезпечити рівномірний розподіл числа рослин на одиницю площі для створення однакових умов розвитку. Теоретичні дослідження проводили з використанням методів теоретичної механіки, опору матеріалів, теорії ймовірності, математичного аналізу й моделювання. Дослідження проводяться на основі численної реалізації рівнянь динаміки суцільного середовища у прикладних програмах інженерного розрахунку – CAE-системах. У статті проведений теоретичний аналіз взаємодії ґрунтового шару із поверхнею робочого органа сівалки під виконання технологічного процесу висіву насіння зернових культур на схилах. Отримали схему сил що діють на ґрунт під час робочого процесу, схему сил які діють на шар ґрунту під час руху вздовж схила, схему для визначення параметрів робочої площини, початкові і граничні умови взаємодії робочого органа з ґрунтовим середовищем. Розглянули процес взаємодії робочого органа, який має форму плоского двогранного клина, з ґрунтовим середовищем під час роботи у горизонтальній площині і отримали схему сил що діють на ґрунтовий шар. З метою визначення товщини шару ґрунту, що потрапляє на робочу поверхню робочого органа зобразили векторну діаграму швидкості шару ґрунту, тобто визначили співвідношення швидкостей руху робочого органа та відносної швидкості шару ґрунту по робочій поверхні сошника. Отримали схему зміни швидкостей шару ґрунту на схилах. Для знаходження сили тяжіння шару ґрунту, що діє на робочий орган, зобразили схему роботи робочого органа на схилі і отримали схему сил які діють на шар ґрунту на схилах. Під час переміщення робочого органа вгору по схилу отримали залежність сили тяжіння шару ґрунту на поверхні робочого органа та сили підпирання від кута нахилу схила. Розглянуто початкові і граничні умови математичної моделі технологічного процесу, та розроблено методику реалізації математичної моделі технологічного процесу роботи робочого органа на схилах з різними значеннями кута нахилу робочої поверхні. Розроблено математичну модель технологічного процесу обробітку ґрунту на різних типах агроландшафтів експериментальними робочими органами. Встановлено початкові та граничні умови математичної моделі технологічного процесу обробітку ґрунту з врахуванням нахилу робочої поверхні поля.

Посилання

1. Hevko, B.M., Pavelchuk, Y.F., Lototskyi, R.I., Navrotska, T.D. (2013). Tekhnolohichnist konstruktsii odnozernovykh vysivnykh aparativ sivalok [Manufacturability of single-grain sowing machines of seeders]. Silskohospodarski mashyny. Vyp. (24), 61–67. (in Ukrainian).
2. Hevko, B.M., Liashuk, O.L., Pavelchuk, Y.F., Pryshliak, V.M. ta in. (2014). Tekhnolohichni osnovy proektuvannia ta vyhotovlennia posivnykh mashyn : monohrafiia [Technological bases of design and manufacture of sowing machines]. Ternopil: Vyd. TNTU imeni Ivana Puliuia, 238. (in Ukrainian).
3. Hevko, B.M. (2012). Matematychna model rukhu zerna po rukhomym poverkhniam vysivnykh aparativ [Mathematical model of grain movement on moving surfaces of sowing machines]. Zbirnyk naukovykh prats Vinnytskoho natsionalnoho ahrarnoho universytetu. 11, 113–118. (in Ukrainian).
4. Pavel’chuk, Y.F., B.M. Gevko. (2016). Matematecheskaja model’ dinamiki sistemy «semjaprovod-zerno» [Mathematical model of the dynamics of the “seed tube-grain” system]. Teorija i praktika sovremennoj nauki. 12, 330–334. (in Russian).
5. Lashyk, O, Gevko, B., Pavelchuk, Y. (2017). Grounding of subsoil-throwing sowing of gr ain-crops. Scientific journal «Fundamentalis scientiam», (Madrid, Spain), 2(3), 106–111. (in English).
6. Amosov, V.V. (2007). Obgruntuvannia parametriv universalnoho vysivnoho aparata dlia prosapnykh kultur [Substantiation of parameters of the universal sowing device for row crops]. KNTU. Kirovohrad, 131. (in Ukrainian).
7. Kosinov, M.M., Amosov, V.V., Martynenko, S.A., Kyrychenko, A.M., Vinnik, O.L. (2012) Udoskonalennia konstruktsii pnevmatychnoho vysivnoho aparata z metoiu pokrashchennia yakosti sivby [Improving the design of the pneumatic sowing machine in order to improve the quality of sowing]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn, Vyp. 42(1), 194–198. (in Ukrainian).
8. Aulin, V.V., Pankov, A.A., Shheglov, A.V. (2017). Issledovanie vybrosa semjan propashnyh kul’tur pnevmostrujnym vysevajushhim apparatom [Investigation of seed ejection of tilled crops by pneumatic jet sowing machine]. Vіsnik іnzhenernoї Akademії Ukraїni, m. Kyiv. 1, 221–225. (in Russian).
9. Aulyn, V.V., Pankov, A.A., Shchehlov, A.V. (2016). Konstruktyvno- komponovochnыe skhemы vыsevaiushchykh system s эlementamy pnevmonyky [Structural and layout diagrams of sowing systems with pneumatic elements]. Visnyk inzhenernoi Akademii Ukrainy, m. Kyiv. 1, 142–147. (in Ukrainian).
10. Aulin, V.V., Pankov, A.A., Zamota, T.N. (2016). Nadjozhnost’ rabochih processov tehnicheskih sredstv APK s jelementami pnevmoniki [Reliability of working processes of technical means of agro-industrial complex with elements of pneumonics]. Naukovij zhurnal «Tehnіchnij servіs agropromislovogo, lіsovogo ta transportnogo kompleksіv». 5, 117–125. (in Russian).
11. Bojko, A.I. Sviren’, N.A. (2005). Analiz parametrov dozirujushhego ustrojstva na jeffektivnost’ otbora semja [Analysis of the parameters of the dosing device for the efficiency of seed selection]. Konstrujuvannja, virobnictvo ta ekspluatacіja sіl’s’kogospodars’kih mashin: Zagal’noderzhavnij mіzhvіdomchij naukovo–tehnіchnij zbіrnik. Vyp(35), 259–267. (in Russian).
12. Bojko, A.I. Sviren’, N.A. (2011). Povyshenie jeffektivnosti i nadezhnosti raboty vysevajushhih aparatov posevnyh mashin [Increasing the efficiency and reliability of the sowing machines of sowing machines]. Kirovograd, KOD, 276. (in Russian).
13. Boiko, A.I., Amosov, V.V. (2006). Eksperymentalne vyznachennia ratsionalnykh parametriv vakuumnoho pnevmomekhanichnoho vysivnoho aparata [Experimental determination of rational parameters of vacuum pneumomechanical seeding machine]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia s.-h. mashyn. Kirovohrad: KNTU, Vyp(36), 108–110. (in Ukrainian).
14. Sysolin, P.V. (2008). Zvychaini pidkhody po stvorenniu universalnykh vitchyznianykh sivalok dlia sivby zernovykh kultur [Conventional approaches to the creation of universal domestic seeders for sowing cereals]. Kirovohrad, 84. (in Ukrainian).
15. Sysolin, P.V., Sviren, M.O., Lisovyi, I.O. (2007). Priama sivba. Zadachi i napriamky rozvytku soshnykiv dlia priamoi sivby [Direct sowing. Tasks and directions of development of openers for direct sowing]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. KNTU, Vyp(37), 94–98. (in Ukrainian).
16. Sviren, M.O., Anisimov, O.V. Solovykh, Ye.K. (2015). Doslidzhennia parametriv ta rezhymiv roboty pnevmomekhanichnoho vysivnoho aparatu nadlyshkovoho tysku z retsyrkuliuiuchym potokom nasinnia [Investigation of parameters and modes of operation of pneumomechanical seeding apparatus of excess pressure with recirculating seed flow]. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, Kirovohrad: KNTU, Vyp(28), 223–229. (in Ukrainian).
17. Lisovyi, I.O., Boiko, A.I., Sviren, M.O., Pushka, O.S. (2015). Priama sivba ta obgruntuvannia parametriv soshnyka [Direct sowing and substantiation of opener parameters]. Visnyk Ukrainskoho viddilennia Mizhnarodnoi akademii ahrarnoi osvity. Vyp(3), Melitopol: Kopitsentr «Dokument-servis», 176–189. (in Ukrainian).
18. Salo, V.M., Luzan, O.R. (2010). Vybir napriamiv vdoskonalennia soshnykiv sivalok priamoho posivu zernovykh kultur [Choice of directions of improvement of openers of seeders of direct sowing of grain crops]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Kirovohrad: KNTU. Vyp(40), Chast. II, 271–277. (in Ukrainian).
19. Luzan, O.R., Salo, V.M., Luzan, P.H., Leshchenko S.M. (2012). Obgruntuvannia parametriv posivnoi sektsii dlia priamoisivby zernovykh kultur [Substantiation of parameters of sowing section for direct sowing of grain crops]. Tekhnichni nauky. Vinnytsia: VNAU. Vyp(11). T. 2 (66), 217–222. (in Ukrainian).
20. Pavelchuk, Y.F. (2009). Obhruntuvannia parametriv soshnykiv dlia sivby zernovykh kultur pidhruntovo-rozkydnym sposobom [Substantiation of opener parameters for sowing grain crops by subsoil-spreading method]. Kamianets-Podilskyi, 245. (in Ukrainian).
21. Hevko, B.M., Pavelchuk, Y.F. (2016). Doslidzhennia protsesu rozpodilu nasinnia zernovykh kultur pry pidhruntovorozkydnomu sposobi sivby [Study of the process of distribution of seeds of cereals in the subsoil method of sowing]. Ch. 2. Tekhnichni nauky. Kamianets-Podilskyi, Vyp(24), 25–32. (in Ukrainian).
22. Rud, A.V. Pavelchuk, Y.F., Moshenko, I.O. (2009). Teoretychni doslidzhennia protsesu rozpodilu nasinnia zernovykh kultur pry pidhruntovo-rozkydnomu sposobi sivby [Theoretical studies of the process of distribution of seeds of cereals in the subsoil-spreading method of sowing]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn, Kirovohrad: KNTU, Vyp(39), 250–256. (in Ukrainian).
23. Rud, A.V., Pavelchuk, Y.F., Moshenko, I.O. (2010). Vplyv sposobu podachi nasinnia v kameru rozsivu na rivnomirnist yoho rozpodilu po ploshchi zhyvlennia [The influence of the method of feeding seeds into the screening chamber on the uniformity of its distribution over the feeding area]. Tekhnika ta enerhetyka APK, K, Vyp(144), Ch. 2, 288–295. (in Ukrainian).
24. Shustik, L., Haidai, T. (2012). Poshuk alternatyvnykh enerhooshchadnykh tekhnolohii i doslidzhennia dlia posivu dribnonasinnievykh kultur [Search for alternative energy-saving technologies and research for sowing small-seeded crops]. Tekhniko-tekhnolohichni aspekty rozvytku ta vyprobuvannia novoi tekhniky i tekhnolohii dlia silskoho hospodarstva Ukrainy. Vyp16(30). Knyha 2, 116–119. (in Ukrainian).
25. Danyliuk, T. (2011). Obgruntuvannia tekhnolohii obrobitku gruntu ta posivu [Substantiation of tillage and sowing technology]. Tekhniko-tekhnolohichni aspekty rozvytku ta vyprobuvannia novoi tekhniky i tekhnolohii dlia silskoho hospodarstva Ukrainy. Vyp15(29), 486–488. (in Ukrainian).
26. (2012). Mini-sivalka BioDrill na kultyvatorakh Vaderstad naibilsh ekonomichnyi sposib posivu syderalnykh kultur i ozymoho ripaku [Mini-drill BioDrill on Vaderstad cultivators the most economical way of sowing green manure and winter rape]. Zemledelets. 4, 18–23. (in Ukrainian).
27. Pryshliak, V.M., Yaropud, V.M., Poborozniuk, O.A. (2017). Osoblyvosti polytsevoho ta bezpolytsevoho obrobitku gruntu [Features of shelf and non-shelf tillage]. Suchasni problemy vyrobnytstva, pererobky silskohospodarskoi produktsii, mashynobuduvannia ta enerhetychnykh system APK, Vinnytsia, Vyd-vo VNAU, 133–135. (in Ukrainian).
28. Rolduhin, M.I., Ponomarenko, N.O., Yaropud, V.M., Sydorenko, R.M. (2017). Stan i perspektyvy rozvytku kombinovanykh ahrehativ [Status and prospects of development of combined units]. Tekhnika, enerhetyka, transport APK. Vinnytsia, 2(98), 40–43. (in Ukrainian).
29. Derkach, O.D., Naumenko, M.M., Makarenko, D.O. (2015). Do pytannia stvorennia shyrokozakhvatnykh posivnykh kompleksiv z pidvyshchenym resursom rukhomykh ziednan [On the issue of creating wide-reaching sowing complexes with increased resource of mobile joints]. Kh: Visnyk KhNTUSH im. Petra Vasylenka. 159, 186–193. (in Ukrainian).
30. Naumenko, M.M., Derkach, O.D. (2017). Pobudova matematychnoi modeli protsesu vzaiemodii dyskovoankernoho soshnyka z hruntom pry dynamichnykh navantazhenniakh [Construction of a mathematical model of the process of interaction of the disk-anchor opener with the soil under dynamic loads]. Tekhnichnyi servis mashyn dlia roslynnytstva. Vyp(181), 267–274. (in Ukrainian).
31. Derkach, O.D., Makarenko, D.O. (2017). Teoretychni peredumovy do obgruntuvannia rezhymiv roboty paralelohramnoho kopiiuvalnoho mekhanizmu [Theoretical prerequisites for substantiation of the modes of operation of the parallelogram copying mechanism]. Molodezh y selskokhoziaistvennaia tekhnyka v XXI veke : XIII Mezhdun. forum molodezhy. Kh: KhNTUSH, 61. (in Ukrainian).
32. Derkach, O.D., Naumenko, M.M. (2017). Teoretychne obgruntuvannia rezhymiv roboty paralelohramnoho kopiiuvalnoho mekhanizmu [Theoretical substantiation of the modes of operation of the parallelogram copying mechanism]. Pidvyshchennia nadiinosti mashyn ta obladnannia. Kropyvnytskyi : TsNTU, 13–16. (in Ukrainian).
33. Derkach, O.D., Makarenko, D.O. (2017). Rozrobka systemy pidvyshchenoi korektnosti kopiiuvannia poverkhni hruntu [Development of a system of increased correctness of copying the soil surface]. Suchasni problemy zemlerobskoi mekhaniky. Kamianets-Podilskyi: PDATU, 79–82. (in Ukrainian).
34. Rud, A.V., Bendera, I.M., Voitiuk, D.H. (2012). Mekhanizatsiia, elektryfikatsiia ta avtomatyzatsiia silskohospodarskoho vyrobnytstva [Development of a system of increased correctness of copying the soil surface]. K : Ahroosvita, 584. (in Ukrainian).
35. Hrushetskyi, S.M., Slotvinska, N.Ia. (2021). Kontseptsiia ta systemo-analohova model funktsionuvannia kombinovanoho hruntoobrobno-posivnoho ahrehata [Concept and system-analog model of operation of the combined tillage and seeding unit]. Perspektyvy i tendentsii rozvytku konstruktsii ta tekhnichnoho servisu silskohospodarskykh mashyn i znariad. Zhytomyr: ATK, 39–41. (in Ukrainian).
Опубліковано
2022-04-07
Як цитувати
Павельчук, Ю. Ф., Ляшук, О. Л., Грушецький, С. М., & Прокопова, О. П. (2022). МОДЕЛЮВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ СІВБИ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР СОШНИКАМИ ДЛЯ ПРЯМОГО ПОСІВУ НА СХИЛАХ. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Механізація та автоматизація виробничих процесів, (4 (46), 18-24. https://doi.org/10.32845/msnau.2021.4.3