Розробка теоретичної моделі коливань ґрунтообробного (посівного) знаряддя з незалежним кріпленням і двома опорними катками

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.356828

Ключові слова:

ґрунтообробне (посівне) знаряддя, агрегатування, опорні котки, паралелограма коливна система, копіювання поверхні грунту, точність глибини обробітку (посіву)

Анотація

Об’єктом дослідження є гармонійні коливання робочого знаряддя, яке має важільну систему приєднання до тягових механізмів та дві точки опори на поверхню. Проблема, що вирішувалася, полягає у відсутності узагальненої теоретичної моделі для кількісного прогнозування амплітудно-частотних характеристик таких систем. Це ускладнює обґрунтування раціональних конструктивно-геометричних параметрів для забезпечення технологічно допустимих вертикальних відхилень робочих органів під дією нерівностей поля та змінних властивостей ґрунту. Отримано розрахункову схему важільного механізму з двома опорами, яка відокремлює власну динаміку знаряддя від руху енергозасобу та враховує контакт «каток–ґрунт» як джерело збурень. Розроблено енергетичну математичну модель на основі рівнянь Лагранжа другого роду та виконано параметричне моделювання, що виявило визначальний вплив геометрії приєднання й дозволило встановити раціональні значення параметрів. Довжина важеля кріплення до енергозасобу – 0,5 м, а відстань від центра мас коливної системи до вузла кріплення – 0,25 м. Перевага результатів полягає в аналітичному зв’язку між геометрією механізму, параметрами контакту та коливальними характеристиками, що забезпечує конструктивну мінімізацію вертикальних відхилень без обов’язкового застосування активного керування. Отримані закономірності пояснюються зміною приведених інерційно-пружних характеристик системи при варіюванні плечей важеля та положення вузла приєднання відносно центра мас. Практичне використання результатів можливе на етапі проєктування та налаштування знарядь за умови ідентифікації еквівалентних пружно-демпферних параметрів контакту «каток-ґрунт» для конкретних ґрунтово-польових умов, робочих швидкостей

Біографії авторів

Вячеслав Вікторович Падалка, Полтавський державний аграрний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра агроінженерії та автомобільного транспорту

Олександр Вікторович Горбенко, Полтавський державний аграрний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра агроінженерії та автомобільного транспорту

Дмитро Валентинович Хвостенко, Полтавський державний аграрний університет

Аспірант

Кафедра агроінженерії та автомобільного транспорту

Андрій Ігорович Лазоренко, Полтавський державний аграрний університет

Асистент

Кафедра агроінженерії та автомобільного транспорту

Владислав Володимирович Альпідовський, Полтавський державний аграрний університет

Аспірант

Кафедра агроінженерії та автомобільного транспорту

Посилання

  1. Kim, Y.-S., Lee, S.-D., Baek, S.-M., Baek, S.-Y., Jeon, H.-H., Lee, J.-H. et al. (2022). Analysis of the Effect of Tillage Depth on the Working Performance of Tractor-Moldboard Plow System under Various Field Environments. Sensors, 22 (7), 2750. https://doi.org/10.3390/s22072750
  2. Rud, A. (2025). Analysis of deformation characteristics of spring elements of tillage tools under dynamic loads. Naukovij Žurnal «Tehnìka Ta Energetika», 16 (1), 43–53. https://doi.org/10.31548/machinery/1.2025.43
  3. Bauer, F., Porteš, P., Slimařík, D., Čupera, J., Fajman, M. (2017). Observation of load transfer from fully mounted plough to tractor wheels by analysis of three point hitch forces during ploughing. Soil and Tillage Research, 172, 69–78. https://doi.org/10.1016/j.still.2017.05.007
  4. Martelli, M., Chiarabelli, D., Gessi, S., Marani, P., Mucchi, E., Polastri, M. (2023). Comprehensive lumped parameter and multibody approach for the dynamic simulation of agricultural tractors with tyre–soil interaction. IET Cyber-Systems and Robotics, 5 (3). https://doi.org/10.1049/csy2.12092
  5. Kim, Y.-S., Kim, T.-J., Kim, Y.-J., Lee, S.-D., Park, S.-U., Kim, W.-S. (2020). Development of a Real-Time Tillage Depth Measurement System for Agricultural Tractors: Application to the Effect Analysis of Tillage Depth on Draft Force during Plow Tillage. Sensors, 20 (3), 912. https://doi.org/10.3390/s20030912
  6. Zhu, Y., Cui, B., Yu, Z., Gao, Y., Wei, X. (2024). Tillage Depth Detection and Control Based on Attitude Estimation and Online Calibration of Model Parameters. Agriculture, 14 (12), 2130. https://doi.org/10.3390/agriculture14122130
  7. Xiao, M., Ma, Y., Wang, C., Chen, J., Zhu, Y., Bartos, P., Geng, G. (2023). Design and experiment of fuzzy-PID based tillage depth control system for a self-propelled electric tiller. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 16 (4), 116–125. https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20231604.8116
  8. Wang, A., Ji, X., Zhu, Y., Wang, Q., Wei, X., Zhang, S. (2023). Tillage depth regulation system via depth measurement feedback and composite sliding mode control: A field comparison validation study. Measurement and Control, 57 (6), 685–702. https://doi.org/10.1177/00202940231216139
  9. Shang, J., Liu, D., Song, X., Han, Y., He, S., Zhang, Y. et al. (2024). Sowing depth stability analysis and test verification of no-tillage planter parallel 4-bar row unit. Heliyon, 10 (19), e36721. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e36721
  10. Sharipov, G. M., Paraforos, D. S., Griepentrog, H. W. (2018). Implementation of a magnetorheological damper on a no-till seeding assembly for optimising seeding depth. Computers and Electronics in Agriculture, 150, 465–475. https://doi.org/10.1016/j.compag.2018.05.024
  11. 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. https://doi.org/10.3390/pr10061103
  12. Zhang, C., Wang, X., Guo, M., Zhao, J., Li, M. (2024). A compacting device of rice dry direct-seeding planter based on DEM-MFBD coupling simulation significantly improves the seedbed uniformity and seedling emergence rate. Biosystems Engineering, 246, 26–40. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2024.07.018
  13. Horabik, J., Molenda, M. (2016). Parameters and contact models for DEM simulations of agricultural granular materials: A review. Biosystems Engineering, 147, 206–225. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2016.02.017
  14. Bulgakov, V., Pascuzzi, S., Nadykto, V., Ivanovs, S. (2018). A Mathematical Model of the Plane-Parallel Movement of an Asymmetric Machine-and-Tractor Aggregate. Agriculture, 8 (10), 151. https://doi.org/10.3390/agriculture8100151
  15. Bulgakov, V., Pascuzzi, S., Ivanovs, S., Kaletnik, G., Yanovich, V. (2018). Angular oscillation model to predict the performance of a vibratory ball mill for the fine grinding of grain. Biosystems Engineering, 171, 155–164. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2018.04.021
  16. Bulgakov, V., Pascuzzi, S., Nadykto, V., Ivanovs, S., Adamchuk, V. (2021). Experimental study of the implement-and-tractor aggregate used for laying tracks of permanent traffic lanes inside controlled traffic farming systems. Soil and Tillage Research, 208, 104895. https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104895
  17. Padalka, V., Liashenko, S., Kalinichenko, A., Burlaka, O., Sakalo, V., Padalka, Y. (2021). Modeling of Resonance Phenomena in Self-Oscillating System of Agricultural Machines. 2021 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), 1–6. https://doi.org/10.1109/mees52427.2021.9598763
Розробка теоретичної моделі коливань ґрунтообробного (посівного) знаряддя з незалежним кріпленням і двома опорними катками

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-04-30

Як цитувати

Падалка, В. В., Горбенко, О. В., Хвостенко, Д. В., Лазоренко, А. І., & Альпідовський, В. В. (2026). Розробка теоретичної моделі коливань ґрунтообробного (посівного) знаряддя з незалежним кріпленням і двома опорними катками. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(7 (140), 72–80. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.356828

Номер

Том 2 № 7 (140) (2026): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Viacheslav Padalka, Oleksandr Gorbenko, Dmytro Khvostenko, Andrii Lazorenko, Vladyslav Alpidovskyi

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.