agroengineeringАгроинженерияAgricultural Engineering (Moscow)2687-11492687-1130РГАУ-МСХА10.26897/2687-1149-2025-5-14-22agroengineering-1113Research ArticleТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПКFARM MACHINERY AND TECHNOLOGIESАнализ динамической модели вспушивателя лент льнаAnalysis of the dynamic model of a flax stem strip flufferhttps://orcid.org/0000-0002-5830-6817ПеровГ. А.PerovG. A.

Геннадий Анатольевич Перов, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник

170041; Комсомольский пр-т, 17/56; Тверь

Gennady A. Perov, CSc (Eng), Lead Research Engineer

170041; Komsomolskiy Ave.; Tver

g.perov@fnclk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2424-4205КовалевМ. М.KovalevM. M.

Михаил Михайлович Ковалев, д-р техн. наук, главный научный сотрудник

170041; Комсомольский пр-т, 17/56; Тверь

Mikhail M. Kovalev, DSc (Eng), Chief Research Engineer

170041; Komsomolskiy Ave.; Tver

m.kovalev@fnclk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0368-1035РостовцевР. А.RostovtsevR. A.

Роман Анатольевич Ростовцев, д-р техн. наук, чл.- корр. РАН, профессор РАН; директор

170041; Комсомольский пр-т, 17/56; Тверь

Roman A. Rostovtsev, DSc (Eng), Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Professor of the Russian Academy of Sciences; Director

170041; Komsomolskiy Ave.; Tver

r.rostovcev@fnclk.ruhttps://orcid.org/0009-0007-3847-3785ПеровМ. Г.PerovM. G.

Михаил Геннадьевич Перов, научный сотрудник

170041; Комсомольский пр-т, 17/56; Тверь

Mikhail G. Perov, Research Associate

170041; Komsomolskiy Ave.; Tver

mexanikuspost@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5777-2798АбрамовИ. Л.AbramovI. L.

Игорь Львович Абрамов, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник

170041; Комсомольский пр-т, 17/56; Тверь

Igor L. Abramov, CSc (Eng), Lead Research Engineer

170041; Komsomolskiy Ave.; Tver

i.abramov@vniiml.ruФедеральный научный центр лубяных культурРоссияFederal Research Center for Bast Fiber CropsRussian Federation2025251020252751422Copyright © Перов Г.А., Ковалев М.М., Ростовцев Р.А., Перов М.Г., Абрамов И.Л., 20252025Перов Г.А., Ковалев М.М., Ростовцев Р.А., Перов М.Г., Абрамов И.Л.Perov G.A., Kovalev M.M., Rostovtsev R.A., Perov M.G., Abramov I.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/1113

   Получение высококачественной льнотресты зависит от функционирования рабочих органов вспушивателя лент льна и его конструкционных особенностей. Для более успешной модернизации агрегата предложили рассмотреть вспушиватель лент льна как модель функционирования динамических систем, используя принцип системного анализа.

   Цель исследований – разработка динамической модели вспушивателя лент льна как сложной динамической системы.

   Методика предполагала сравнительный анализ влияния структурных параметров микрорельефа поля на колебания вспушивателя в горизонтальной и продольно-вертикальной плоскостях. Получена динамическая модель вспушивателя и проведен глубокий анализ его динамики в полевых условиях. Тензометрирование провели на лентах вылежавшейся льнотресты при рабочей скорости разработанного экспериментального агрегата 2,2…5,0 м/с. Статистический анализ входного воздействия неровностей поверхности поля Z(t) показал, что указанный процесс подчинен нормальному закону распределения и имеет низкочастотный характер: ωс = 0…5 с-1, причем процесс изменения входных воздействий Z(t) вызывает колебания вспушивателя в горизонтально-продольной и вертикально-продольной плоскостях, что изменяет высоту заглубления концов зубьев вспушивающего барабана в поверхность льнища и выходные параметры качества работы. Разработаны устройства, обеспечивающие снижение влияния неровностей почвы Z(t) на показатели качества работы за счет повышения плавности хода вспушивателя. Изготовлен вспушиватель лент льна с разработанными устройствами. Апробация вспушивателя с повышеной плавностью хода на площади 22 га при скоростях агрегата 4,2…5,5 м/с показала повышение надежности выполнения технологического процесса на 27 % и показателей качества (полнота вспушивания – 98,8 %, увеличение растянутости стеблей в ленте – 1,3 %, увеличение неравномерности расстила ленты – 5,2 %).

   Obtaining a high-quality flax press depends on the work of the working tools of the flax stem strip fluffer and its design features. To improve the design of the unit, the authors proposed to consider a flax stem strip fluffer as a model for the functioning of dynamic systems using the principle of system analysis.

   The study purpose was to develop a dynamic model of a flax stem strip fluffer as a complex dynamic system.

   The methodology involved a comparative analysis of the effect of the structural parameters of the microrelief field on the oscillations of the fluffer in the horizontal and longitudinal-vertical planes. The authors obtained a dynamic model of the fluffer and carried out an in-depth analysis of its dynamics in field conditions. Strain gauge measurements were performed on flax stem strips that had been stored for some time at the working speed of the developed experimental unit, ranging from 2.2 to 5.0 m/s. Statistical analysis of the input surface irregularities Z(t) showed that this process obeys a normal distribution law and has a low-frequency character: ωс = 0 to 5 s⁻¹. Moreover, the process of changing the input impacts Z(t) causes horizontal-longitudinal and vertical-longitudinal oscillations of the fluffer, which alters the depth of engagement of the teeth ends of the fluffing drum with the flax surface and affects the output quality parameters. Devices were developed to reduce the influence of soil irregularities Z(t) on quality indicators by increasing the smoothness of the fluffer operation. As a result, the authors manufactured a flax stem strip fluffer having the considered units. Testing the fluffing device with improved smoothness over an area of 22 hectares at speeds of 4.2 to 5.5 m/s demonstrated a 27 % increase in process reliability and improvements in quality indicators (fluffing completeness – 98.8 %, an increase in stem strip stretch – 1.3 %, an increase in retting unevenness of stem strip – 5.2 %).

вспушиватель лент льнадинамическая модель вспушивателямикрорельеф поляповышение плавности ходаколебания вспушивателякорреляционная функцияспектральная плотностьполнота вспушиванияflax stem strip flufferdynamic model of the flufferfield microreliefincreased smoothness of operationfluffer oscillationscorrelation functionspectral densityfluffing completenessРабота выполнена при поддержке Минобрнауки России в рамках Государственного задания ФГБНУ ФНЦ ЛК № FGSS-2022-0005The research was funded by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation within the framework of the State assignment – Federal State Budgetary Scientific Institution – Federal Research Center for Bast Fiber Crops No. FGSS-2022-0005ReferencesПоздняков Б.А., Великанова И.В. Актуальные проблемы формирования организационно-экономического механизма модернизации льняного подкомплекса // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. 2019. № 10. С. 53-55. doi: 10.31442/0235-2494-2019-0-10-53-55Pozdnyakov B.A., Velikanova I.V. Actual problems of formation of organizational and economic mechanism for modernization of flax subcomplex. Economika selskokhozyaystvennykh i pererabatyvayushchikh predpriyatiy. 2019;10:53-55. (In Russ.) doi: 10.31442/0235-2494-2019-0-10-53-55Ростовцев Р.А., Черников В.Г., Ущаповский И.В., Попов Р.А. Основные проблемы научного обеспечения льноводства // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14, № 3. С. 45-52. doi: 10.22314/2073-7599-2020-14-3-45-52Rostovtsev R.A., Chernikov V.G., Ushchapovsky I.V., Popov R.A. The main problems of scientific support of flax growing. Agricultural Machinery and Technologies. 2020;14(3):45-52. (In Russ.) doi: 10.22314/2073-7599-2020-14-3-45-52Перов М.Г. Анализ состояния и пути повышения качества льнотресты // Наука в центральной России Science in the central Russia. 2022. Т. 58, № 4. С. 53-61. doi: 10.35887/2305-2538-2022-4-53-61Perov M. Analysis of the state and ways to improve the quality of flax. Science in the Central Russia. 2022;58(4):53-61. (In Russ.) doi: 10.35887/2305-2538-2022-4-53-61Перов М.Г., Ковалев М.М., Перов Г.А. Совершенствование технологии приготовления льнотресты росяной мочкой // Наука в центральной России Science in the Central Russia. 2025. Т. 75, № 3. С. 43-52. doi: 10.35887/2305-2538-2025-3-43-52Perov M., Kovalev M., Perov G. Analysis of flax seed preparation technologies and their features. Science in the Central Russia. 2025;75(3):43-52. (In Russ.) doi: 10.35887/2305-2538-2025-3-43-52Зинцов А.Н., Ковалев М.М., Перов Г.А. Анализ процессов формирования и сохранения прямолинейности лент растений при уборке льна // Инженерные технологии и системы. 2025;35(2):284-297. doi: 10.15507/2658-4123.035.202502.284-297Zintsov A.N., Kovalev M.M., Perov G.A. Analyzing the process of formation and retaining of straightness of flax stem strips during flax harvesting. Engineering Technologies and Systems. 2025;35(2):284-297. (In Russ.) doi: 10.15507/2658-4123.035.202502.284-297Mańkowski J., Maksymiuk W., Spychalski G. et al. Research on new technology of fiber flax harvesting. Journal of Natural Fibers. 2018;15(1):53-61. doi: 10.1080/15440478.2017.1302390Mańkowski J., Maksymiuk W., Spychalski G. et al. Research on new technology of fiber flax harvesting. Journal of Natural Fibers. 2018;15(1):53-61. doi: 10.1080/15440478.2017.1302390Новиков М.А., Павлов С.Б. Анализ процесса работы ворошилки лент льна // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2021. № 1 (62). С. 190-198. doi: 10.24412/2078-1318-2021-1-190-198Novikov M.A., Pavlov S.B. Analysis of the operating process of the flax tedder. Izvestiya Saint-Petersburg State Agrarian University. 2021;1(62):190-198. (In Russ.) doi: 10.24412/2078-1318-2021-1-190-198Зинцов А.Н., Соколов В.Н. Новый процесс вспушивания лент льнотресты // Тракторы и сельхозмашины. 2020. № 6. С. 91-100. doi: 10.31992/0321-4443-2020-6-91-100Zintsov A.N., Sokolov V.N. New process for fluffing rotted straw. Tractors and Agricultural Machinery. 2020;6:91-100. (In Russ.) doi: 10.31992/0321-4443-2020-6-91-100Ковалев М.М., Перов М.Г., Перов Г.А., Галкин А.В. Инновационный вспушиватель лент стеблей льна-долгунца // Сельский механизатор. 2023. № 8. С. 10-12. doi: 10.47336/0131-7393-2023-8-10-11-12Kovalev M.M., Perov M.G., Perov G.A., Galkin A.V. Innovative fiber flax stalk fluffer. Selskiy Mekhanizator. 2023;8:10-12. (In Russ.) doi: 10.47336/0131-7393-2023-8-10-11-12Зинцов А.Н., Билан М.М. О необходимости совершенствования процесса вспушивания лент тресты льняной // Аграрный вестник Нечерноземья. 2022. № 2 (6). С. 38-44. doi: 10.52025/2712-8679_2022_02_38Zintsov A.N., Bilan M.M. On the need to improve the process of fluffing flax linen ribbons. Agrarian Bulletin of Non-Chernozem Area. 2022;2(6):38-44. (In Russ.) doi: 10.52025/2712-8679_2022_02_38Зубина В.А., Годжаев Т.З. Сравнительный анализ методов решений оптимизационных задач для сельскохозяйственного машиностроения // Агроинженерия. 2023. Т. 25, № 1. С. 11-16. doi: 10.26897/2687-1149-2023-1-11-16Zubina V.A., Godzhayev T.Z. Comparative analysis of methods for solving optimization problems in agricultural engineering. Agricultural Engineering (Moscow). 2023;25(1):11-16. (In Russ.) doi: 10.26897/2687-1149-2023-1-11-16Петраченко Д.А., Коропченко С.П. Влияние подготовительных операций в процессе формирования слоя на выход длинного волокна // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. 2014. № 5-6. С. 56-58. EDN: SKODJPPetrachenko D.A., Koropchenko S.P. Influence of the preparatory operations on the process of layer forming on the output of long fibre. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. 2014;5-6:56-58. (In Russ.) EDN: SKODJPЗинцов А.Н., Ковалев М.М., Перов Г.А. и др. Влияние процессов вспушивания ленты стеблей льна на структурные параметры слоя // Инженерные технологии и системы. 2023. Т. 33, № 4. С. 542-557. doi: 10.15507/2658-4123.033.202304.542-557Zintsov A.N., Kovalev M.M., Perov G.A., Perov M.G., Dobretsov V.A. Influence of the processes of fluffing the flax stem strips on the structural parameters of the layer. Engineering Technologies and Systems. 2023;33(4):542-557. (In Russ.) doi: 10.15507/2658-4123.033.202304.542-557Черников В.Г., Ростовцев Р.А., Романенко В.Ю. Исследование технологий уборки льна льноуборочными машинами // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17, № 1. С. 19-24. doi: 10.22314/2073-7599-2023-17-1-19-24Chernikov V.G., Rostovtsev R.A., Romanenko V.Yu. Flax Harvesting Technologies for Flax Harvesting Machines. Agricultural Machinery and Technologies. 2023;17(1):19-24. (In Russ.) doi: 10.22314/2073-7599-2023-17-1-19-24Абрамов И.Л., Ковалев М.М., Перов Г.А. Моделирование микрорельефа поверхности почвенного слоя для уточненных расчетов рабочих органов на прочность // Наука в Центральной России. 2024. № 2 (68). С. 77-85. doi: 10.35887/2305-2538-2024-2-77-85Abramov I., Kovalev M., Perov G. Modeling the microrelief of the surface of the soil layer for refined calculations of working bodies for strength. Science in the Central Russia: 2024;68(2):77-85. (In Russ.) doi: 10.35887/2305-2538-2024-2-77-85Вспушиватель лент льна : Патент № 231710 Российская Федерация, МПК А01D45/06 (2006.01) / Г.А. Перов, Р.А. Ростовцев, М.М. Ковалев, М.Г. Перов; завл. 25. 07. 2024; опубл. 06. 02. 2025, Бюл. № 4.Perov G.A., Rostovtsev R.A., Koval M.M., Perov M.G. Flax stem strip fluffer : patent No. 231710 Russian Federation, IPC A01D45/06 (2006.01); applied on July 25, 2024; published on February 2, 2025.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.