MODEL OF SCREW LINEAR PIEZOELECTRIC MOTOR
DOI:
https://doi.org/10.24025/2306-4412.4.2022.268445Keywords:
Agriculture, agricultural machinery, dispenser, liquid fertilizers, KAS (urea-ammonia mixture), piezoelectric motor, bimorph piezoelectric element.Abstract
The topic of liquid fertilizers in Ukraine is a trend of the last few years. The application of liquid mineral fertilizers instead of granular ones during sowing is gaining popularity among Ukrainian agricultural producers. This technology is especially relevant, according to experts, in regions with moisture deficiency, and also in those farms where resource-saving agriculture is practiced. Many manufacturers of agricultural machinery today go the way of modernizing existing models of tillage and sowing machines with additional equipment for applying liquid fertilizers. The equipment provides for the installation of special containers for the working solution on the frame of the unit. At the same time, wide hoses, which are supplied with fertilizers using pumps, are connected to each opener. Thus, the application of liquid fertilizers occurs together with the sowing of seeds, at the expense of special dispensers. In the work, a new design of a dispenser with a piezoceramic motor is proposed and manufactured. In the experimental model, a new technical solution is used to regulate the flow rate. An equivalent electrical model of a helical linear piezoelectric motor based on the method of electromechanical analogies, which will allow to develop a control scheme (driver) more quickly, has been developed. Using the developed equivalent electrical model of the helical linear piezoelectric motor, the amplitude-frequency characteristics of bimorphic piezoelements of the motor upon excitation of one bimorphic piezo element have been obtained. The obtained data show that the influence of the oscillation of one bimorphic piezo element on others has decreased due to the reduction of stiffening ribs. The results of the research can be used in the design of liquid fertilizer dispensers with a piezoceramic motor.
References
"Внесення рідких добрив із посівом". [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://www.agronom.com.ua/vnesennya-ridkyh-dobryv-iz-posivom/. Дата звернення: Листоп. 04, 2022.
Б. С. Носко, В. В. Медведєв, та О. П. Непочатов, "Роль добрив у підвищенні ефективності землеробства в посушливих умовах", Вісник аграрної нау-ки, № 5, с. 11-15, 2000.
Г. М. Господаренко, Розробка та обґрунтування інтегрованої системи удобрення в польовій сівозміні на чорноземі опідзоленому Правобережного Лісостепу України. Київ, Україна: НАУ, 2001.
В. В. Гамаюнова, Ефективність зрошення та вплив добрив на використання вологи рослинами і підвищення стійкості землеробства зони степу. Харків, Україна: Стильна типографія, 2018, с. 108-126.
Є. Дудкіна, "Карбамідно-аміачна суміш (КАС)", Агроном, № 1 (лютий), с. 20-22, 2013.
Н. А. Пасічник, та Н. А. Марчук, "Застосування КАС для підживлення пшениці озимої на лучночорноземному карбонатному ґрунті", Вісник ХНАУ, № 1, с. 140-143, 2013.
В. О. Кудря, та І. П. Прокоп’єв, "Технічні засоби для внесення рідких добрив та перспективи їх розвитку", Механізація та електрифікація сільського господарства: міжвідомч. темат. наук. зб. НААН ННЦ «ІМЕСГ», Глеваха, вип. 96, с. 201-208, 2012.
"Техніка для внесення рідких добрив. Що, як і чим?" [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://traktorist.ua/articles/tehnika-dlya-vnesennya-ridkih-dobriv-shcho-yak-i-chim. Дата звернення: Листоп. 08, 2022.
"vApplyHD Plumbing Overview and Recommendations". [Online]. Available: https://docplayer.net/51852206-Plumbing-overview-and-recommendations.html. Accessed on: Nov. 09, 2022.
"vApplyHD Operator’s Guide Gen2 2020 SeedSense Displays". [Online]. Available: https://support.surefireag.com/media/documents/vApply_Operators_Guide_955656_F8hygup.pdf. Accessed on: Nov. 03, 2022.
С. О. Філімонов, Н. В. Філімонова, та Д. С. Бачеріков, "Використання п’єзо-електричного двигуна в агросфері", на Всеукр. наук.-практ. Iнтернет-конф. Ав-томатизація та комп’ютерно-інтегровані технології у виробництві та освіті: стан, досягнення, перспективи розвитку, 2020, с. 15-17.
Л. А. Островский, Основы общей теории электроизмерительных устройств. Ленинград: Энергия, 1971.
V. M. Sharapov, S. A. Filimonov, Z. V. Sotula, L. G. Kunitskaya, and V. M. Zaika, "Improvement of piezoceramic scanners", in 2013 IEEE 33rd Int. Sci. Conf. Electronics and Nanotechnology, ELNANO 2013: Conf. Proc., 2013, 6552063, pp. 144-146.
В. М. Шарапов, О. М. Гуржій, та С. А. Філімонов, "Трикоординатний п’єзокерамічний сканер на біморфних п’єзоелементах для зондового наномікроскопа", Технологія та конструювання в електронній апаратурі, № 4 (70), c. 13-15, 2007.
C. Bazilo, S. Filimonov, N. Filimonova, and D. Bacherikov, "Determination of geometric parameters of piezoceramic plates of bimorph screw linear piezo motor for liquid fertilizer dispenser", in Advances in Computer Science for Engineering and Manufacturing. ISEM 2021. Lecture Notes in Networks and Systems, Z. Hu, S. Petoukhov, M. Yanovsky and F. He, Eds., vol. 463. Springer, Cham, pp. 84-94, 2022. doi: 10.1007/978-3-031-03877-8_8.
L. Wang et al., "High accuracy Comsol simulation method of bimorph cantilever for piezoelectric vibration energy harvesting", AIP Advances, vol. 9, 095067, pp. 1-9, 2019. doi: 10.1063/1.5119328.
V. Ya. Halchenko, Yu. Yu. Bondarenko, S. A. Filimonov, and N. V. Filimonova, "Determination of influence of geometric parameters of piezoceramic plate on amplitude characteristics of linear piezomotor", Electrical Engineering & Electromechanics, no. 1, pp. 17-22, 2019. doi: 10.20998/2074-272X.2019.1.03.
V. Ya. Halchenko, S. A. Filimonov, A. V. Batrachenko, and N. V. Filimonova, "Increase the efficiency of the linear piezoelectric motor", Nano-Electron. Phys., vol. 10, no. 4, 04025, 2018. doi: 10.21272/jnep.10 (4).04025.
V. Halchenko, D. Bacherikov, S. Filimonov, and N. Filimonova, "Improvement of a linear screw piezo motor design for use in accurate liquid dosing assembly", in Smart Technologies in Urban Engineering. STUE 2022. Lecture Notes in Networks and Systems, O. Arsenyeva, T. Romanova, M. Sukhonos and Y. Tsegelnyk, Eds., vol. 536. Springer, Cham. [Online]. Available: https://doi.org/ 10.1007/978-3-031-20141-7_22.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
URN
License
Copyright (c) 2022 Сегрій Філімонов, Дмитро Бачеріков
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
The authors who publish in this journal agree to the following terms:The authors reserve the right to authorship of their work and give the journal the right to first publish this work under the terms of the Creative Commons Attribution License CC BY-NC, which allows other persons to freely distribute published work with a mandatory reference to authors of the original work and the first publication of the work in this journal.
Authors have the right to conclude separate additional agreements for the non-exclusive distribution of the paper in the form in which it was published by this journal (for example, posting work in electronic repository or publishing as part of a monograph), provided that the link to the first publication in this journal is maintained.
The journal policy allows and encourages authors to post on the Internet (for example, in repositories of institutions or on personal websites) the manuscript of work, both before the submission of this manuscript to the editorial staff, and during its editorial work, as it contributes to the emergence of productive scientific discussion and positively affects the efficiency and dynamics of published work citation (see The Effect of Open Access).
