Підвищення ефективності роботи ґрунтообробного модуля для передпосівного обробітку ґрунту

Автор(и)

  • Ельчин Бахтияр огли Алієв Інститут олійних культур Національної академії аграрних наук України, Україна https://orcid.org/0000-0003-4006-8803
  • Геннадій Володимирович Теслюк Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-4541-5720
  • Олена Володимирівна Золотовська Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-5617-9271
  • Андрій Миколайович Пугач Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-5586-424X
  • Владислав Борисович Бойко Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-1014-7201
  • Олександр Миколайович Кобець https://orcid.org/0000-0001-6886-6503

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.284597

Ключові слова:

ґрунтове середовище, орний горизонт, диференційована структура, передпосівний обробіток, симуляція, моделювання

Анотація

Формування диференційованої структури орного горизонту під час передпосівної обробки гранту є актуальною проблемою, яку можливо вирішити шляхом розробки відповідних ґрунтообробних технічних засобів.

Висунуто наукову гіпотезу, згідно з якої підвищення ефективності процесу формування диференційованої структури орного горизонту може бути досягнуто шляхом удосконалення конструкції та обґрунтування конструктивно-технологічних параметрів ґрунтообробного модуля для передпосівного обробітку ґрунту. Чисельне моделювання проводилося в програмному пакеті Simcenter STAR-CCM+ з використання моделі Лагранжевої багатофазності методом дискретних елементів. Розрахунок рівнянь регресії другого порядку та статистична обробка отриманих даних проводилася в  програмному пакеті Wolfram Cloud.

В результаті моделювання удосконаленої конструкції ґрунтообробного модуля, яка місить один барабан, леміш, кожух і очисник встановлено, що вона виконує операцію сепарації і перерозподілу агрегатів  ґрунту із практично такою ж самою ефективністю, як і базова конструкція із 2 барабанами і лемішем.

В результаті симуляції процесу роботи удосконаленого ґрунтообробного модуля отримані рівняння регресії вмісту фракції розміром 10–30 мм у шарі ґрунту 0–4 см і вмісту фракції розміром 0–10 мм у шарі ґрунту 4–8 см від факторів досліджень. Факторами впливу були обрані: вихідний зазор кожуха, кут вхідного зазору кожуха, кут нахилу очисника, частота обертання барабану, швидкість переміщення агрегату і глибина обробітку. Вирішуючи задачу багатокритеріальної оптимізації, були розраховані раціональні конструктивно-технологічні параметри ґрунтообробного модуля для передпосівного обробітку ґрунту

Біографії авторів

Ельчин Бахтияр огли Алієв, Інститут олійних культур Національної академії аграрних наук України

Доктор технічних наук, старший дослідник, головний науковий співробітник

Відділ техніко-технологічного забезпечення насінництва

Геннадій Володимирович Теслюк, Дніпровський державний аграрно-економічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра тракторів і сільськогосподарських машин

Олена Володимирівна Золотовська, Дніпровський державний аграрно-економічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра тракторів і сільськогосподарських машин

Андрій Миколайович Пугач, Дніпровський державний аграрно-економічний університет

Доктор наук з державного управління, кандидат технічних наук, професор

Кафедра тракторів і сільськогосподарських машин

Владислав Борисович Бойко, Дніпровський державний аграрно-економічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра тракторів і сільськогосподарських машин

Олександр Миколайович Кобець

Кандидат технічних наук, доцент

Посилання

  1. Atkinson, B. S. (2008). Identification of optimum seedbed preparation for establishment using soil structural visualization. University of Nottingham. Available at: https://projectblue.blob.core.windows.net/media/Default/Research%20Papers/Cereals%20and%20Oilseed/3031_final_report_sr06.pdf
  2. Yankov, P., Drumeva, M. (2017). Effect of pre-sowing soil tillage for wheat on the crop structure and the yield components in Dobrudzha region. Agricultural Science and Technology, 9 (2), 124–128. doi: https://doi.org/10.15547/ast.2017.02.022
  3. Lemic, D., Pajač Živković, I., Posarić, M., Bažok, R. (2021). Influence of Pre-Sowing Operations on Soil-Dwelling Fauna in Soybean Cultivation. Agriculture, 11 (6), 474. doi: https://doi.org/10.3390/agriculture11060474
  4. Sarkar, P., Upadhyay, G., Raheman, H. (2021). Active-passive and passive-passive configurations of combined tillage implements for improved tillage and tractive performance: A review. Spanish Journal of Agricultural Research, 19 (4), e02R01. doi: https://doi.org/10.5424/sjar/2021194-18387
  5. Okolelova, A. A., Glinushkin, A. P., Sviridova, L. L., Podkovyrov, I. Y., Nefedieva, E. E., Egorova, G. S. et al. (2022). Biogeosystem Technique (BGT*) Methodology Will Provide Semiarid Landscape Sustainability (A Case of the South Russia Volgograd Region Soil Resources). Agronomy, 12 (11), 2765. doi: https://doi.org/10.3390/agronomy12112765
  6. Hartemink, A. E., Zhang, Y., Bockheim, J. G., Curi, N., Silva, S. H. G., Grauer-Gray, J. et al. (2020). Soil horizon variation: A review. Advances in Agronomy, 125–185. doi: https://doi.org/10.1016/bs.agron.2019.10.003
  7. Bronick, C. J., Lal, R. (2005). Soil structure and management: a review. Geoderma, 124 (1-2), 3–22. doi: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2004.03.005
  8. Shevchenko, I. A. (2016). Keruvannia ahrofizychnym stanom gruntovoho seredovyshcha. Kyiv: Vydavnychyi dim «Vinichenko», 320.
  9. Pastukhov, V. I., Bielovol, S. A. (2014). Investigation of displacement of crushed soil in a vertical plane under the action of rotary tillage machines. Engineering of nature management, 2 (2), 80–83. Available at: https://repo.btu.kharkov.ua/bitstream/123456789/3582/1/16.pdf
  10. Sereda, L., Trukhanska, E., Shvets, L. (2019). Development and research of soil machine for strip-till technology with active milling working bodies. Vibrations in Engineering and Technology, 4 (95), 65–71. doi: https://doi.org/10.37128/2306-8744-2019-4-8
  11. Levchenko, P. (2014). Mashyny z aktyvnymy robochymy orhanamy v silhospvyrobnytstvi Ukrainy. Tekhniko-tekhnolohichni aspekty rozvytku ta vyprobuvannia novoi tekhniky i tekhnolohii dlia silskoho hospodarstva Ukrainy, 18 (1), 309–316. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Ttar_2014_18%281%29__34
  12. Toscano, P., Brambilla, M., Cutini, M., Bisaglia, C. (2022). The Stony Soils Reclamation Systems in Agricultural Lands: A Review. Agricultural Sciences, 13 (04), 500–519. doi: https://doi.org/10.4236/as.2022.134034
  13. Kalinitchenko, V. P., Glinushkin, A. P., Sharshak, V. K., Ladan, E. P., Minkina, T. M., Sushkova, S. N. et al. (2021). Intra-Soil Milling for Stable Evolution and High Productivity of Kastanozem Soil. Processes, 9 (8), 1302. doi: https://doi.org/10.3390/pr9081302
  14. Shinde, G. U., Kajale, S. R. (2012). Design Optimization in Rotary Tillage Tool System Components by Computer Aided EngineeringAnalysis. International Journal of Environmental Science and Development, 3 (3), 279–282. doi: https://doi.org/10.7763/ijesd.2012.v3.231
  15. Niu, Y., Zhang, J., Qi, J., Meng, H., Peng, H., Li, J. (2023). Design and Test of Soil–Fertilizer Collision Mixing and Mulching Device for Manure Deep Application Machine. Agriculture, 13 (3), 709. doi: https://doi.org/10.3390/agriculture13030709
  16. Shevchenko, I. A., Kryzhachivskyi, R. M., Trachov, V. V. (2001). Pat. No. 41108 UA. Soil separator. No. 2001020958; declareted: 13.02.2001; published: 15.08.2001, Bul. No. 7. Available at: https://uapatents.com/4-41108-gruntovijj-separator.html
  17. Shevchenko, I. A., Koviazyn, O. S., Kryzhachivskyi, R. M. (2003). Pat. No. 64446 UA. Ploughshare and drum soil separator. No. 2003065074; declareted: 03.06.2003. published: 17.07.2006, Bul. No. 7. Available at: https://uapatents.com/2-64446-lemishno-barabannijj-separator-gruntu.html
  18. Shevchenko, I., Kryzhachkivskyi, R., Koviazin, O. (2006). Polovi doslidzhennia sektsiyi hruntovoho separatora dlia peredposivnoho obrobitku gruntu. Tekhnika APK, 12, 6–7.
  19. Koviazyn, O. S. (2005). Metodyka provedennia eksperymentalnykh doslidzhen lemishno-barabannoho separatora gruntu. Pratsi TDATA, 28, 152–157.
  20. Hutsol, O. P., Kovbasa, V. P. (2016). Obgruntuvannia parametriv i rezhymiv rukhu gruntoobrobnykh mashyn z dyskovymy robochymy orhanamy. Kyiv; Nizhyn: Lysenko M. M. [vyd.], 145.
  21. Kovbasa, V. P. (2016). Mekhanika vzaiemodii robochykh orhaniv iz gruntom. Kyiv; Nizhyn: Lysenko M. M. [vyd.], 297.
  22. Aliev, E. B., Yaropud, V. M., Dudin, V. Yr., Pryshliak, V. M., Pryshliak, N. V., Ivlev, V. V. (2018). Research on sunflower seeds separation by airflow. INMATEH – Agricultural Engineering, 56 (3), 119–128.
  23. Aliiev, E., Pavlenko, S., Golub, G., Bielka, O. (2022). Research of mechanized process of organic waste composting. Agraarteadus, Journal of Agricultural Science, 33 (1), 21–32. doi: https://doi.org/10.15159/jas.22.04
  24. Ucgul, M. (2023). Simulating Soil–Disc Plough Interaction Using Discrete Element Method–Multi-Body Dynamic Coupling. Agriculture, 13 (2), 305. doi: https://doi.org/10.3390/agriculture13020305
  25. Okayasu, T., Morishita, K., Terao, H., Mitsuoka, M., Inoue, E., Fukami, K. (2012). Modeling and prediction of soil cutting behavior by a plow. International Conference of Agricultural Engineering CIGR-Ageng 2012 "Agriculture & Engineering for a Healthier Life". Valencia.
  26. Xu, T., Zhang, R., Wang, Y., Jiang, X., Feng, W., Wang, J. (2022). Simulation and Analysis of the Working Process of Soil Covering and Compacting of Precision Seeding Units Based on the Coupling Model of DEM with MBD. Processes, 10 (6), 1103. doi: https://doi.org/10.3390/pr10061103
  27. Tagar, A. A., Changying, J., Adamowski, J., Malard, J., Qi, C. S., Qishuo, D., Abbasi, N. A. (2015). Finite element simulation of soil failure patterns under soil bin and field testing conditions. Soil and Tillage Research, 145, 157–170. doi: https://doi.org/10.1016/j.still.2014.09.006
Підвищення ефективності роботи ґрунтообробного модуля для передпосівного обробітку ґрунту

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-31

Як цитувати

Алієв, Е. Б. о., Теслюк, Г. В., Золотовська, О. В., Пугач, А. М., Бойко, В. Б., & Кобець, О. М. (2023). Підвищення ефективності роботи ґрунтообробного модуля для передпосівного обробітку ґрунту. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (124), 60–71. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.284597

Номер

Том 4 № 1 (124) (2023): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Elchyn Aliiev, Hennadii Tesliuk, Olena Zolotovska, Andrii Puhach, Vladyslav Boiko, Oleksandr Kobets

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.