Results of experimental studies of the plow for coupling with drawbar category 3 tractors

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: For the cultivation of agricultural crops, the technology of basic dump tillage is widely used. More than 40% of energy resources are spent on it, due to the traction resistance of the working bodies of general-purpose plows. The technological process of plowing with such bodies has not changed much historically. Pruning of the soil layer is carried out with a ploughshare, crumbling and turning are carried out with a blade, the stability of the movement of the body is provided by a landside plate. At the same time, the resistance of a landside plate accounts for up to 20% of the total component of the traction resistance of the plow body. To reduce the traction resistance, the plow body without a landside plate has been developed in the Saratov State Agrarian University.

AIMS: Determination of towing and operational characteristics of the PBS-5M ploughshare for coupling with drawbar category 3 tractors and operation on heavy loamy soils.

METHODS: The experiments were carried out on the field, cultivated with a disk harrow after winter barley harvesting, in Novokubansky district of Krasnodar Region. The 0–30 cm soil layer had moisture ranged from 16.4 to 19.7% and hardness ranged from 1.86 to 2.74 MPa. The mass of plant and crop residues on the site averaged 185 g/m2, and the average height of weed plants was 10.8 cm.

RESULTS: The towing and operational characteristics of the plowing unit, consisting of a serial T-150K drawbar category 3 tractor and an experimental PBS-5M plow, have been determined. The experiments were carried out for two variants of the plow. The first variant has the five-body configuration of the plow with the working grip width of 2.83 m and the plowing depth of 22 cm. The second variant has the four-body configuration of the plow with the working grip width of 2.27 m and the plowing depth of 30 cm. The driving mode of the first variant of the T-150K+PBS-5M unit varied in the operating velocity range from 7.27 to 9.2 km/h, the driving mode of the second variant of the unit was with the operating velocity up to 5.72 km/h. The energy intensity of the five-body plow was determined, corresponding to the traction and power characteristics of a drawbar category 3 tractor with a small power reserve of 2.87%. The PBS-5M four-body plow requires the power, almost equal to the operational power of the T-150K tractor engine.

CONCLUSIONS: As a result of experimental studies of the T-150K+PBS-5M plowing unit when processing the field, cultivated with a disk harrow after winter barley harvesting, it was found that the plow can be coupled with tractors of drawbar category 3. The reasonable mode of operation of the plow with the five-body configuration is provided at the velocity of 7–8 km/h and the plowing depth of 21–22 cm. The output during the main operation time of the unit was 2.1–2.3 ha/h, the fuel consumption was 12.9–12.7 kg/ha. The specific energy consumption of the unit was 47.5–46.78 kWh/ha, and the specific energy consumption of the plow was 31.26–31.4 kWh/ha. The engine load with the track skidding of 6.9–9.7% was 78–86%. With increasing unit velocity and increasing plowing depth, the values of the specific energy consumption of the unit and the plow raise as well. In field studies, it was found that it is necessary to use the tractor of higher drawbar category in order to couple the plow for the velocity up to 10 km/h and the plowing depth up to 30 cm in these agrotechnical conditions.

About the authors

Vasiliy M. Boykov

Saratov State Agrarian University

Email: kingofscience@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6933-8216
SPIN-code: 4235-8531

Professor, Dr. Sci. (Engin.), Professor of the Technical Support of the Agro-Industrial Complex Department

Russian Federation, Saratov

Sergey V. Startsev

Saratov State Agrarian University

Author for correspondence.
Email: kingofscience@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3310-0035
SPIN-code: 4856-1685

Professor, Dr. Sci. (Engin.), Professor of the Technical Support of the Agro-Industrial Complex Department

Russian Federation, Saratov

Andrey V. Pavlov

Saratov State Agrarian University

Email: andrej.pavloff2015@yandex.ru
SPIN-code: 2916-7482

Associate Professor, Cand. Sci. (Engin.), Associate Professor of the Technical Support of the Agro-Industrial Complex Department

Russian Federation, Saratov

Evgeniy S. Nesterov

Saratov State Agrarian University

Email: nesterov21@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0870-7516
SPIN-code: 9820-4786

Associate Professor, Cand. Sci. (Engin.), Associate Professor of the Technical Support of the Agro-Industrial Complex Department

Russian Federation, Saratov

References

  1. Panov IM, Orlov NM. Osnovnye puti snizheniya energozatrat pri obrabotke pochvy. Traktory i sel’khozmashiny. 1997;8:27–30. (In Russ).
  2. Borodychev V.V., Shevchenko V.A., Novikov A.E., i dr. Energeticheskaya otsenka tyagovo-ekspluatatsionnykh pokazatelei chizel’nykh i lemeshnykh orudii na tyazhelosuglinistykh oroshaemykh pochvakh. Plodorodie. 2017;(6):31–34. (In Russ).
  3. Khalanskii VM, Gorbachev IV. Sel’skokhozyaistvennye mashiny. Moscow: Koloss; 2003. (In Russ).
  4. Trubilin EI, Belousov SV, Lepshina AI. The results of experimental studies to determine the degree of traction resistance reversible plow in heavy soils. Polythematic network electronic scientific journal of Kuban State Agrarian University. Available from: http://ej.kubagro.ru/2014/09/pdf/41.pdf (In Russ).
  5. Vasilenko V.V., Vasilenko S.V., Khakhulin A.N. Plug s polnym oborotom plastov. Vestnik VGAU: Teoreticheskii i nauchno-prakticheskii zhurnal. 2015;(4):122–125. (In Russ).
  6. Trubilin E.I., Konovalov V.I., Konovalov S.I., et al. Тheoretical justification of parameters of a plow cylindrical field board. Polythematic Online Scientific Journal of Kuban State Agrarian University. 2018;(137):46–60. (In Russ).
  7. Nikolaev VA, Popov DV. Energy consumption for overcoming friction of plough landside against the soil. Traktory i sel’khozmashiny. 2010;(11):18–20. (In Russ).
  8. Svechnikov PG. Forma dvugrannogo klina s minimal’nym zalipaniem. Traktory i sel’khozmashiny. 2011;(12):24–25.
  9. Burchenko PN. Mekhaniko-tekhnologicheskie osnovy pochvoobrabatyvayushchikh mashin novogo pokoleniya: monografiya. Moscow: VIM; 2002. (In Russ).
  10. Afonin AE. Povyshenie effektivnosti ispol’zovaniya otval’nykh plugov sovershenstvovaniem rabochikh organov. [dissertation]. Michurinsk, 2007. Available from: https://tekhnosfera.com/povyshenie-effektivnosti-ispolzovaniya-otvalnyh-plugov-putyom-sovershenstvovaniya-rabochih-organov (In Russ).
  11. D’yachenko TN, Antibas I. Kharakter peremeshcheniya pochvy po poverkhnosti klinovogo rabochego organa. Vestnik DGTU. 2003;3(1):53–60. (In Russ).
  12. Lobachevskii YaP. Vliyanie sil treniya i prilipaniya pochvy na tekhnologicheskii protsess pochvoobrabatyvayushchikh rabochikh organov. Razvitie tekhnicheskoi bazy agropromyshlennogo kompleksa. 2000:47–53. (In Russ).
  13. Klenin NI, Kiselev SN, Levshin AG. Sel’skokhozyaistvennye mashiny. Moscow: Koloss; 2008. (In Russ).
  14. Mudarisov SG, Gabitov II, Lobachevsky YP, et al. Modeling the technological process of tillage. Soil and Tillage Research. 2019;190:70-77. doi: 10.1016/j.still.2018.12.004
  15. Mudarisov SG, Rakhimov IR, Razbezhkin NI. Modelirovanie iznosa korpusa pluga. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2006;(8):35–37. (In Russ).
  16. Putrin AS. Osnovy proektirovaniya rabochikh organov dlya rykhleniya pochv, nakhodyashchikhsya za predelami fizicheski spelogo sostoyaniya. [dissertation]. Orenburg, 2003. (In Russ).
  17. Navesnye plugi PBS. Available from: https://plugipbs.rf/Accessed Jun 20, 2022. (In Russ).
  18. Sravnitel’nyi analiz tekhnicheskogo urovnya plugov po rezul’tatam ispytanii na mashinoispytatel’nykh stantsiyakh. FGBU GITs. 2014:110. (In Russ).
  19. Karabanitskii AP, Yudina EM, Tsybulevskii VV, et al. Teoreticheskoe obosnovanie parametrov energosberegayushchikh mashinno-traktornykh agregatov. Maslov G.G. editor.Krasnodar: KubGAU; 2014. (In Russ).
  20. GOST 27021-86 (ST SEV 628-85). Traktory sel’skokhozyaistvennye i lesokhozyaistvennye. Tyagovye klassy. Available from: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294827/4294827535.pdf (In Russ).
  21. Kashuba B.P. Traktor T-150K. Tekhnicheskoe opisanie i instruktsiya po ekspluatatsii. Khar’kov: Prapor, 1983.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig 1. Plow body:1 – leg; 2 – right plowshare; 3 – blade; 4 – left plowshare.

Download (37KB)
3. Fig 2. The PBS-5M pickup plow, coupled with the T-150K tractor: 1 – frame; 2 – lift hitch; 3 – support wheel; 4 – body.

Download (129KB)
4. Fig 3. Field plowing with the T-150K+PBS-5M unit.

Download (155KB)

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».