The method for calculating the traction resistance of a flat disk


Cite item

Full Text

Abstract

Scuffler with flat discs are widely used in areas, which are subject to wind erosion of soils, to cover moisture on the stubble fields. Flat discs do not wrap the layers they remove, but only loosen them, shifting them aside. It is preferable to use such scrapers during presowing tillage and on steam, since in this case there is less sputtering of the soil, and its lower (moist) layers are not carried to the surface. Therefore, many industrially manufactured scufflers are equipped with flat discs, and the task of constructing a mathematical model for the interaction of such discs with soil is topical. Many mathematical models of the disc-soil interaction, taking into account the distribution of soil reaction forces on the disk, have been proposed, but all these models were constructed assuming that the disk is moving in its plane. Therefore, they are not applicable to the disk of a lakeshield moving with a non-zero angle of attack in the soil. The purpose of this work is to construct a mathematical model that allows calculating the traction resistance of a disk moving with a given angle of attack. The basic assumptions made in the construction of this model: the speed of the translational movement of the disk and its depth are constant; friction in the disk bearing can be neglected; the soil pressure on the lateral surface of the disc and the force of the soil reactions per unit length of its blade can be replaced by their mean values. An explicit expression is obtained for the traction resistance of a disk of a scuffler moving with an angle of attack, depending on its relative depth, the angle of attack, and the empirical coefficients. The adequacy of the constructed mathematical model is confirmed by comparison with known experimental data. It makes it possible to significantly reduce the number of full-scale experiments on the study of the interaction of flat discs of a scuffler with the soil, replacing them with computational ones, and reasonably carry out power and strength calculations of such discs. In addition, it can be used to optimize the parameters of the flat discs of the scuffler.

About the authors

A. P Akimov

Chuvash State Agricultural Academy

Email: akimov_mechfak@mail.ru
DSc in Engineering

Yu. V Konstantinov

Chuvash State Agricultural Academy

Email: akimov_mechfak@mail.ru
PhD in Engineering

References

  1. Стрельбицкий В.Ф. Силовые характеристики плоских и сферических дисков лущильников // Тракторы и сельхозмашины. 1970. № 8. С. 28-31.
  2. Nerli N. Sul Problema dinamico dell’ aratro a disco. Instratto del Bolletino del R. Instituto. Supereire Agrogro di Pisa, 1930. 30 p.
  3. Nerli N. Sul vantaggio dinamico del coltro rotante. Pisa: Tip. ed. Mariotti Pacini, 1930. 10 p.
  4. Синеоков Г.Н. Дисковые рабочие органы почвообрабатывающих машин. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1949. 89 с.
  5. Лучинский Н.Д. Некоторые вопросы земледельческой механики // Труды ВИМ. 1977. Т. 75.
  6. С. 3-77.
  7. Нартов П.С. Дисковые почвообрабатывающие орудия. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1972. 184 с.
  8. Канарев Ф.М. Ротационные почвообрабатывающие машины и орудия. М.: Машиностроение, 1983.142 с.
  9. Константинов Ю.В. Выбор оптимальных параметров и режимов функционирования ротационных рабочих органов: дис. … канд. техн. наук. Чебоксары, 2000. 176 с.
  10. Медведев В.И., Константинов Ю.В., Акимов А.П. Обобщенная математическая модель взаимодействия дискового ножа с почвой // Тракторы и сельхозмашины. 2001. № 2. С. 34-37.
  11. Акимов А.П., Константинов Ю.В. Скольжение-буксование дискового ножа в почве и его силовые характеристики // Тракторы и сельхозмашины. 2005. № 4. С. 30-34.
  12. Акимов А.П., Константинов Ю.В., Аквильянова И.Н. Влияние свойств почвы и глубины хода дискового ножа на его сопротивление // Тракторы и сельхозмашины. 2011. № 11. С. 38-41.
  13. Акимов А.П., Константинов Ю.В., Аквильянова И.Н. Критерии и оптимальные параметры функционирования дискового ножа // Тракторы и сельхозмашины. 2008. № 4. С. 31-33.
  14. Акимов А.П., Константинов Ю.В. Рациональный выбор параметров диска-движителя почвообрабатывающего агрегата // Тракторы и сельхозмашины. 2016. № 10. С. 29-33.
  15. Акимов А.П., Константинов Ю.В. Оптимизация параметров и режимов функционирования дисков почвообрабатывающих машин и орудий. Чебоксары: Чувашская ГСХА, 2017. 136 с.
  16. Константинов Ю.В. Упрощенная математическая модель взаимодействия свободно вра­щающегося дискового ножа с почвой // Рациональное природопользование и социально-экономическое развитие сельских территорий как основа эффективного функционирования АПК региона: материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Чебоксары, 2017. С. 169-174.

Copyright (c) 2018 Akimov A.P., Konstantinov Y.V.

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


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies