Исследование широкозахватной пружинной бороны с параллелограммной подвеской рабочей секции

Пружинные бороны получили широкое распространение при поверхностной обработке почвы. Неравномерность глубины рыхления является существенным недостатком широкозахватных борон. Разработанная нами конструкция пружинной бороны с параллелограммной подвеской рабочей секции позволяет копировать микрорельеф поля и обеспечивать равномерную глубину рыхления. Исследования проведены с целью проверки выполнения агротехнических показателей работы пружинной бороны с параллелограммной подвеской рабочей секции. Основные регулируемые технологические параметры влияющие на тяговое сопротивление и глубину обработки почвы, определялись с помощью математической модели движения рабочей секции, составленной на основе уравнений Лагранжа. Получены зависимости тягового сопротивления и глубины рыхления от регулирующих параметров. Для оценки выполнения агротехнических требований был изготовлен опытный образец пружинной бороны, в котором с помощью винтового механизма регулировался угол наклона пружинных зубьев (30°, 60° и 90°) и менялось усилие блока компенсирующих пружин в диапазоне 4…8 кН. Широкозахватная пружинная борона состояла из 7 рабочих секций шириной 3 м и 5 рядами зубьев с шагом 610 мм. Секции крепятся к продольному кронштейну рамы двумя парами тяг в передней и задней их частях. Полевые испытания проводились в лесостепной зоне Южного Урала. Тип почвы – чернозем обыкновенный тяжелый суглинок. В процессе испытаний замерялись глубина обработки почвы, тяговое сопротивление и усилие блока регулировочных пружин. Установлено, что тяговое сопротивление пружинной бороны при ширине захвата 21 м варьируется в диапазоне от 19 до 45 кН. Средняя гребнистость почвы после прохода бороны составляла 3,4 см. Экспериментально доказано, что предлагаемая борона отвечает агротехническим требованиям: обеспечивает хорошее крошение почвы при глубине обработки от 2 до 10 см, стабильность работы и равномерность глубины рыхления.

1. Tarasenko B. et al. Optimization Parameters of Innovative Harrow for Sorgo Production in Burundi. BIO Web of Conference. 2023;71:01051. https://doi.org/10.1051/bioconf/20237101051

2. Syromyatnikov Yu. et al. Productivity of Tillage Loosening and Separating Machines in an Aggregate with Tractors of Various Capacities. Journal of Terramechanics. 2021;98:1-6. https://doi.org/10.1016/j.jterra.2021.09.002

3. Sobkowicz P., Tendziagolska E. The Effect of Timing and Intensity of Weed Harrowing in Triticale-Lupin Mixture on Weeds and Crops. Agricultural and Food Science. 2022;31(1):12-23. https://doi.org/10.23986/afsci.113476

4. Ogórek R., Lejman A., Sobkowicz P. Effect of the Intensity of Weed Harrowing with Spike-Tooth Harrow in Barley-Pea Mixture on Yield and Mycobiota of Harvested Grains. Agronomy. 2019;9(2):103. https://doi.org/10.3390/agronomy9020103

5. Syromyatnikov Yu., Khramov N., Troyanovskaya I. et al.Work Quality Indicators Tillage Unit with Application Flexible Working Body in Systems “Organic Farming”. E3S Web of Conferences. 2023:463:01001. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202346301001

6. Zeng Z. et al. Weeding performance of a spring-tine harrow as affected by timing and operational parameters. Weed Science. 2021;69(2):247-256. doi: https://doi.org/10.1017/wsc.2020.88

7. Bulgakov V. et al. Results of experimental investigations of a flexible active harrow with loosening teeth. Agronomy Research. 2019;17(5):1839-1845. https://doi.org/10.15159/ar.19.185

8. Shepelev S.D. et al. Theoretical and Experimental Stud ies of the Tractive Resistance of the Sowing Complex for the NO-TILL Technology. Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2023:341-350. https://doi.org/10.1007/978-3-031-14125-6_34

9. Aikins K.A. et al. Performance comparison of residue management units of no-tillage sowing systems: A review. Engineering in Agriculture, Environment and Food. 2019;12(2):181-190. https://doi.org/10.1016/j.eaef.2018.12.006

10. Celik A., Altikat S. The effect of power harrow on the wheat residue cover and residue incorporation into the tilled soil layer. Soil and Tillage Research. 2022;215:105202. https://doi.org/10.1016/j.still.2021.105202

11. Saeed A.M., Al-Mistawi K.E., Al-Irhayim M.N. Comparison performance of disc harrow and spring harrow at different pulverization speed. International Journal of Agricultural and Statistical Sciences. 2020;16(1):1539-1543. https://connectjournals.com/03899.2020.16.1539

12. Крылов О.Н. и др. Анализ конструкций тяжелых стерне вых борон // Научное обеспечение АПК: итоги и перспективы. Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА. Том II. ФГБОУ ВПО Ижевская государственная сельскохозяйственная академия. 2013. С. 124-132. EDN: SXPDVT

13. Булавинцев Р.А., Полохин А.М., Волженцев А.В. и др. Обзор конструкций и анализ работы борон с зубовыми рабочими органами // Агротехника и энергообеспечение. 2022. № 2(35). С. 30-36. EDN: GVMMUL

14. Пятаев М.В., Шалонкина Е.В. Анализ способов крепления рабочих секций пружинных борон к раме // Стратегии и векторы развития АПК. 2021. С. 173-176. EDN: PPOXBP

15. Maslov G., Lavrentiev V., Tsybulevsky V. et al. Optimization of parameters of a multifunctional unit based on a spring harrow. International Journal of Engineering and Advanced Technology. 2019;9(1):1915-1918. https://doi.org/10.35940/ijeat.A1054.109119

16. Bulgakov V. et al. Experimental investigation of harrow with spring teeth for cultivation of sugar beets. Engineering for Rural Development. 2018;17:215-220. https://doi.org/10.22616/ERDev2018.17.N259

17. Шепелёв С.Д., Пятаев М.В., Шалонкина Е.В. Агротехническая и энергетическая оценка широкозахватной пружинной бороны с секциями, обеспечивающими равномерную по глубине обработку почвы // Агропродовольственная политика России. 2023. № 4 (107). С . 44-51. https://doi.org/10.35524/2227-0280_2023_04_44

18. Шепелев С.Д., Кравченко Е.Н. и др. Весенняя Борона. Патент 2779178 Р.Ф. от 05.09.2022.

19. Blednykh V.V. et al. Analytical Model of Soil Pulverization and Tillage Tools. Procedia Engineering. 2015;129:69-74. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.12.010

20. Troyanovskaya I., Grebenshchikova O., Zhitenko I. Process of Soil Destruction: Experimental Results. MATEC Web of Conferences. 2019;298:00041. https://doi.org/10.1051/matecconf/201929800041

21. Чернявский А.Н., Борисенко И.В., Токарев К.Е. Моделирование работы пружинного рабочего органа бороны-лущильника на основе оптимизации зон поперечных колебаний // Известия Нижневолжского аграрного университета. 2021. № . 62. С. 482-489. https://doi.org/10.32786/2071-9485-2021-02-48

22. Бодалев А.П., Иванов А.Г., Костин А.В. и др. Взаимодействие пружинных рабочих органов тяжелых зубовых борон с почвой // Вестник НГИЭИ. 2020. № 1(104). С. 16-30. EDN: FKELCU

23. Syromyatnikov Yu., Kuts Y., Troyanovskaya A., et al. Transporting ability calculation of the rotor of soil-cultivating loosening and separating vehicle. Acta Technologica Agriculturae. 2022;25:73-78. https://doi.org/10.2478/ata-2022-0012

24. Фeдорeнкo И.Я. Численно-аналитическое моделирование колебаний зуба пружинной бороны // Вестник алтайского государственного аграрного университета. 2018. № 1(159). С. 162-167. EDN: TAZNIZ

25. Бодалев А.П., Иванов А.Г., Костин А.В. Обоснование параметров и режимов работы тяжелой стерневой пружинной бороны // АгроЭкоИнфо. 2018. № 1(31). С. 34. EDN: XSUVWX

26. Трояновская И.П., Разношинская А.В., Козьминых М.А. и др. Экспериментальные исследования процесса промышленного рыхления грунта // Горный журнал. 2021. № 5. С. 87-90. https://doi.org/10.17580/gzh.2021.05.11