Проєктування гвинтоподібного ножа подрібнювального барабана із розгортної поверхні

Автор(и)

  • Сергій Федорович Пилипака Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0002-1496-4615
  • Вячеслав Іванович Хропост Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0001-9363-3955
  • Віктор Миколайович Несвідомін Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0002-1495-1718
  • Тетяна Миколаївна Воліна Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0001-8610-2208
  • Михайло Вікторович Каленик Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка, Україна https://orcid.org/0000-0001-7416-4233
  • Микола Петрович Волоха Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-0112-7324
  • Ольга Валеріївна Залевська Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-3163-1695
  • Іван Станіславович Шуляк Національний транспортний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-0609-731X
  • Сергій Сергійович Дєнєжніков Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка, Україна https://orcid.org/0000-0003-3289-8399
  • Світлана Іванівна Моцак Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка, Україна https://orcid.org/0000-0003-3941-9143

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.308195

Ключові слова:

розгортний гелікоїд, плоска заготовка, ребро звороту, гвинтоподібний ніж, подрібнюючий барабан

Анотація

Об’єктом дослідження є гвинтоподібний ніж подрібнюючого барабана із розгортної поверхні. Такі барабани використовуються у комбайнах для подрібнення рослинної маси. Якщо плоскі ножі встановити на барабані, перерізання рослинної маси буде відбуватися одночасно по всій довжині леза. Це спричинить пульсуюче динамічне навантаження. Якщо плоский ніж із прямолінійним лезом встановити під кутом до осі барабана, то відстані від неї до точок леза будуть різними, як і умови різання вздовж леза. Еліптична форма забезпечує однакову відстань від осі обертання до точок леза, однак це проблеми не вирішує. Можна кріпити на барабані багато коротких плоских ножів із прямолінійним лезом, розмістивши їх таким чином, щоб проміжок часу між роботою окремих ножів звести до мінімуму. Однак всі ці недоліки дозволяє усунути гвинтоподібний ніж з лезом у вигляді гвинтової лінії.

Розглянуто конструювання гвинтоподібного ножа із розгортного гелікоїда. В диференціальній геометрії розглядається згинання розгортних поверхонь нульової товщини. Згинання заготовки у готовий виріб відбувається при мінімальних пластичних деформаціях, величина яких залежить від товщини листа заготовки. До аналітичного опису поверхні гвинтоподібного ножа було застосовано методи диференціальної геометрії розгортних поверхонь.

Отримано параметричні рівняння розгортного гелікоїда за заданими конструктивними параметрами ножа в просторі і на площині. Це дало можливість математично описати лінії контуру, які вирізають ніж із поверхні і на її розгортці. Отримано формули для розрахунку плоскої заготовки через конструктивні параметри ножа. Так, при заданих конструктивних параметрах ножа R=0,25 м, τ=20°, φ=65° згідно отриманої формули знаходимо радіус леза ножа на плоскій заготовці: R0=4,8 м.

Біографії авторів

Сергій Федорович Пилипака, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра нарисної геометрії, комп’ютерної графіки та дизайну

Вячеслав Іванович Хропост, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Аспірант

Кафедра нарисної геометрії, комп’ютерної графіки та дизайну

Віктор Миколайович Несвідомін, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Доктор технічних наук, професор

Кафедра нарисної геометрії, комп’ютерної графіки та дизайну

Тетяна Миколаївна Воліна, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра нарисної геометрії, комп’ютерної графіки та дизайну

Михайло Вікторович Каленик, Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка

Кандидат педагогічних наук, професор, декан

Кафедра математики, фізики та методик їх навчання

Микола Петрович Волоха, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра нарисної геометрії, інженерної та комп’ютерної графіки

Ольга Валеріївна Залевська, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра інженерії програмного забезпечення в енергетиці

Іван Станіславович Шуляк, Національний транспортний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра системного проєктування об’єктів транспортної інфраструктури та геодезії

Сергій Сергійович Дєнєжніков, Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка

Кандидат філософських наук, доцент

Кафедра менеджменту освіти та педагогіки вищої школи

Світлана Іванівна Моцак, Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка

Кандидат педагогічних наук, доцент

Кафедра всесвітньої історії, міжнародних відносин та методики навчання історичних дисциплін

Посилання

  1. Tian, F., Xia, K., Wang, J., Song, Z., Yan, Y., Li, F., Wang, F. (2021). Design and experiment of self-propelled straw forage crop harvester. Advances in Mechanical Engineering, 13 (7), 168781402110244. https://doi.org/10.1177/16878140211024455
  2. Derevyanko, D. A., Polishchuk, V. M., Chichilyuk, S. B., Derevyanko, А. D. (2020). Substantiation of effect of ladle conveyors on injury and quality of seeds of cereals. Machinery & Energetics, 11 (1), 163–169. Available at: https://technicalscience.com.ua/web/uploads/pdf/Machinery%20&%20Energetics_Vol.%2011,%20No.%201_163_169.pdf
  3. Buslаiev, D. O., Vаsylenko, M. O. (2020). Traction resistance of cultivator paws with surface hardening during operation of tillage machines. Machinery & Energetics, 11 (1), 177–182. Available at: https://technicalscience.com.ua/uk/journals/t-11-1-2020/tyagoviy-opir-kultivatornikh-lap-z-povyerkhnyevim-zmitsnyennyam-pri-yekspluatatsiyi-gruntoobrobnikh-mashin
  4. Mudarisov, S. G., Gabitov, I. I., Lobachevsky, Y. P., Mazitov, N. K., Rakhimov, R. S., Khamaletdinov, R. R. et al. (2019). Modeling the technological process of tillage. Soil and Tillage Research, 190, 70–77. https://doi.org/10.1016/j.still.2018.12.004
  5. Morris, N. L., Miller, P. C. H., Orson, J. H., Froud-Williams, R. J. (2010). The adoption of non-inversion tillage systems in the United Kingdom and the agronomic impact on soil, crops and the environment – A review. Soil and Tillage Research, 108 (1-2), 1–15. https://doi.org/10.1016/j.still.2010.03.004
  6. Tesliuk, H., Volik, B., Sokol, S., Ponomarenko, N. (2019). Design of working bodies for tillage tools using the methods of bionics. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (1 (99)), 49–54. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.169156
  7. Kobets, A., Aliiev, E., Tesliuk, H., Aliieva, O. (2023). Simulation of the process of interaction of the working bodies of tillage machines with the soil in Simcenter STAR-CCM+. Machinery & Energetics, 14 (1). https://doi.org/10.31548/machinery/1.2023.09
  8. Kobets, A. S., Pugach, A. M., Kharytonov, M. M. (2018). Justification of the cultivator sweep and strengthening elements on the working surface. INMATEH – Agricultural Engineering, 54 (1), 161–170. Available at: https://dspace.dsau.dp.ua/bitstream/123456789/726/1/1.pdf
  9. Klendii, M., Klendii, M. I., Shatrov, R. V. (2020). Research of influence of constructive and technological parameters of developed variants of screws with screw working bodies rabbit. Machinery & Energetics, 11 (4), 65–71. https://doi.org/10.31548/machenergy2020.04.065
  10. Chvartatskiy, I., Flonts, I., Grabar, A., Shatrov, R. (2021). Synthesis of energy-saving transport-technological systems with screw working bodies. Machinery & Energetics, 12 (4), 77–84. https://doi.org/10.31548/machenergy2021.04.077
  11. Kresan, T. A. (2020). Calculation of gravitation descent formed by surface of skew closed helicoid. Machinery & Energetics, 11 (2), 49–57. Available at: https://technicalscience.com.ua/web/uploads/pdf/Machinery%20&%20Energetics_Vol.%2011,%20No.%202_49-57.pdf
  12. Kresan, Т. (2021). Movement of soil particles on surface of developable helicoid with horizontal axis of rotation with given angle of attack. Machinery & Energetics, 12 (2), 67–75. https://doi.org/10.31548/machenergy2021.02.067
  13. Pylypaka, S., Klendii, M., Kresan, Т. (2022). Study of the movement of soil particles on the surface of a screw tillage working body. Machinery & Energetics, 13 (2), 62–72. https://doi.org/10.31548/machenergy.13(2).2022.62-72
  14. Paladiychuk, Yu. B., Melnik, Ju. M. (2021). Restoration resource of working bodies of soil treatment machines by applying wear-resistant coatings. Machinery & Energetics, 12 (4), 43–52. https://doi.org/10.31548/machenergy2021.04.043
  15. Borak, K. V. (2020). Influence of degree of abrasive particle clinging to wear mechanism of soil-cultivating machines operational mechanisms. Machinery & Energetics, 11 (2), 35–40. Available at: https://technicalscience.com.ua/uk/journals/t-11-2-2020/vpliv-stupyenya-zakriplyennya-abrazivnoyi-chastinki-na-myekhanizm-znoshuvannya-robochikh-organiv-gruntoobrobnikh-mashin
  16. Tan, C. M., Lin, G. Y. (2016). An Innovative Compression Mold Design for Manufacture of Reel Mower Helical Blades. Applied Mechanics and Materials, 851, 255–258. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.851.255
  17. Li, Z. F., Jiang, L. Q. (2013). Design of Combined Helical Blade Manufacturing Device. Advanced Materials Research, 753-755, 1386–1390. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.753-755.1386
Проєктування гвинтоподібного ножа подрібнювального барабана із розгортної поверхні

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-08-21

Як цитувати

Пилипака, С. Ф., Хропост, В. І., Несвідомін, В. М., Воліна, Т. М., Каленик, М. В., Волоха, М. П., Залевська, О. В., Шуляк, І. С., Дєнєжніков, С. С., & Моцак, С. І. (2024). Проєктування гвинтоподібного ножа подрібнювального барабана із розгортної поверхні. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (130), 37–44. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.308195

Номер

Том 4 № 1 (130) (2024): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Serhii Pylypaka, Vyacheslav Hropost, Viktor Nesvidomin, Tetiana Volina, Mykhailo Kalenyk, Mykola Volokha, Olha Zalevska, Ivan Shuliak, Serhii Dieniezhnikov, Svetlana Motsak

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.