CC BY
0
V^W^VWW^V ТРГНМП! nniFS МЛГШМРЯ ЛМП FflIIIPMFNT WWW^^WW WVW^^WWV^^ FnR TUP AiZRn.INnilSTItlA I ГПМР1 rvV^^VWW^^WW
Научная статья УДК 631.31
DOI: 10.24412/2227-9407-2025-2-16-28 EDN: DUIBNM
Моделирование обработки почвы склоновых земель орудиями с активными рабочими органами
Алексей Михайлович Лопоткин1в, Василий Леонидович Андреев2, Дмитрий Викторович Евстифеев3, Александр Владимирович Никулин4, Александр Романович Герасимов5
12 3 Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино, Россия 4Нижегородский государственный агротехнологический университет им. Л. Я. Флорентьева, Нижний Новгород, Россия
5Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Нижний Новгород, Россия 1 [email protected]://orcid.org/0000-0002-3810-6009 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-2829-3074 [email protected], https://orcid.org/0009-0006-7985-8633
4 surf000333@gmail. com
5 acerasy1953@yandex. ru
Аннотация
Введение. Снижение эрозионных процессов при обработке почвы склоновых земель производится различными способами.
Материалы и методы. Для минимизации эрозионных процессов разработано орудие для поверхностной обработки сложных склоновых земель, включающее полотно, состоящее из втулочно-роликовых цепей с закреплёнными на них планками и рабочими органами, реверсивный гидромотор и цепную передачу. Планки с рабочими органами могут реверсивно перемещаться в поперечном направлении относительно движения машинно-тракторного агрегата. Общий уклон поверхности поля предложено оценивать продольным а и поперечным в уклонами.
Результаты и обсуждение. Рассмотрены 9 вариантов движения машинно-тракторного агрегата и перемещения полотна с рабочими органами в зависимости от значений продольных и поперечных уклонов поля. Заключение. Использование орудия с активными рабочими органами, реверсивно перемещающимися в поперечном направлении относительно траектории движения машинно-тракторного агрегата, обеспечивает движение рабочих органов вдоль линий изогипс склона или максимально к ним приближенных. При спуске или подъёме машинно-тракторного агрегата вдоль склона частота вращения приводного вала орудия и, соответственно, поперечная скорость перемещения активных рабочих органов должны быть максимально возможными. Рабочие органы при этом испытывают большие нагрузки, особенно при обработке тяжелых по физико-механическому составу почв. Если траектория движения машинно-тракторного агрегата совпадает с линиями изогипс уклона, то скорость перемещения полотна с рабочими органами орудия равна нулю. При траекториях движения машинно-тракторного агрегата под некоторым углом к изогипсам (наиболее распространённый на практике вариант) продольный а и поперечный в углы склона изменяются незначительно, поэтому частота вращения приводного вала и, соответственно, поперечная скорость рабочих органов также минимальны. Например, при движении агрегата в интервалах продольных углов а = -1.1° и поперечных в = -5...5° частота вращения приводного вала изменяется в пределах п = 0...5 с"1.
М., Андреев В. Л., Евстифеев Д. В., Никулин А. В., Герасимов А. Р., 2025 Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.
16
© Лопоткин А.
ХХХХХХХХХХХ технологии, машины и оборудование ХХХХХХХХХХХ ХХХХХХХХХХХ для агропромышленного комплекса ХХХХХХХХХХХ
Ключевые слова: активные рабочие органы, изогипсы склона, обработка почвы, почвообрабатывающее орудие, продольный и поперечный углы склона
Для цитирования: Лопоткин А. М., Андреев В. Л., Евстифеев Д. В., Никулин А. В., Герасимов А. Р. Моделирование обработки почвы склоновых земель орудиями с активными рабочими органами // Вестник НГИЭИ. 2025. № 2 (165). С. 16-28. DOI: 10.24412/2227-9407-2025-2-16-28. EDN: DUIBNM.
Modeling of tillage of sloping fields with a machines with active working bodies
Alexey M. LopotkinVasily L. Andreev 2,Dmitriy V. Evstifeev3, Alexandr V. Nikulin4, Alexandr R. Gerasimov5
12 3 Nizhny Novgorod State University of Engineering and Economics, Knyaginino, Russia
4 Nizhny Novgorod State Agrotechnological University named after L. Ya. Florentyev, Nizhny Novgorod, Russia
5 Nizhny Novgorod State Technical University after R. E. Alexeev, Nizhny Novgorod, Russia 1 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-3810-6009
[email protected], https://orcid.org/0000-0002-2829-3074 [email protected], https://orcid.org/0009-0006-7985-8633
4 surf000333@gmail. com
5 acerasy1953@yandex. ru
Abstract
Introduction. Reduction of erosion processes during tillage of sloping soils is carried out in various ways. Materials and methods. To minimize erosion processes the machine for surface treatment of complex sloping lands has been developed including the web consisting of sleeve-roller chains with slats and working bodies fixed on them, the reversible hydraulic motor and the chain transmission. The slats with working bodies can be reversibly moved in the transverse direction relative to the movement of the machine and tractor unit. The general slope of the field surface is proposed to be estimated by longitudinal a and transverse / slopes.
Results and discussion. 9 variants of the movement of the machine and tractor unit and the movement of the web with working bodies are considered depending on the values of the longitudinal and transverse slopes of the field. Conclusion. The use of the machine with active working bodies reversibly moving in a transverse direction relative to the trajectory of the machine and tractor unit ensures the movement of working bodies along the lines of the slope iso-hips or as close to them as possible. When descending or lifting the tractor and machine unit along a slope the rotation frequency of the drive shaft of the machine and accordingly the transverse speed of movement of the active working bodies should be as high as possible. At the same time the working bodies experience heavy loads especially when processing soils that are heavy in terms of physical and mechanical composition. If the trajectory of the machine-tractor unit coincides with the lines of the isogyps slope then the movement speed of the web with the working bodies of the machine is zero. When the trajectories of the machine and tractor unit move at some angle to the isogypses (the most common option in practice) the longitudinal a and transverse P slope angles change slightly therefore the rotation frequency of the drive shaft and accordingly the transverse speed of the working bodies are also minimal. For example when the machine is moving in the intervals of longitudinal angles a = -1...1 degree and transverse angles / = -5...5° the frequency of rotation of the drive shaft varies within n = 0...5 revolutions per second.
Keywords: the tillage soil, the tillage machine, the active working bodies, the slope isohypses, the longitudinal and transverse slope angles
For citation: Lopotkin A. M., Andreev V. L., Evstifeev D. V., Nikulin A. V., Gerasimov A. R. Modeling of tillage of sloping fields with a machines with active working bodies // Bulletin NGIEI. 2025. № 2 (165). P. 16-28. DOI: 10.24412/2227-9407-2025-2-16-28. EDN: DUIBNM.
[ technologies, machines and equipment ; for the agro-industrial complex
Введение
Проблема повышения урожайности сельскохозяйственных культур в ряде регионов Российской Федерации напрямую связана с увеличением степени деградации пахотных земель, переуплотнения пашни, ростом концентрации овражно-балочной сети в результате процессов водной и ветровой эрозии почв. Эрозионной опасности в мире подвержено более 31 % площади суши, а в нашей стране - более 54 % сельскохозяйственных угодий [1].
Для снижения эрозии почв пахотных земель, расположенных на склонах, известны различные методы. Например, с целью регулирования русла стоков используется особая технология размещения лесных полос [2]. Также для противоэрозионной обработки почвы может производиться внутрипоч-венный дренаж [3; 4]. В регионах, где агроланд-шафты располагаются в условиях гористой и горной местности с уклоном поверхности до 15°, для повышения продуктивности пастбищ и лугов применяются методы дискования и щелевания [5; 6; 7]. В целом же противоэрозионная обработка почв основана на движении машинно-тракторного агрегата поперек склона и применении усовершенствованных или принципиально новых конструкционно-технологических схем почвообрабатывающих орудий [1; 8; 9; 10].
Для снижения процессов водной эрозии эффективным также является способ контурной обработки почв склоновых земель, основанный на движении машинно-тракторного агрегата вдоль изогипс склона. Отклонение от изогипс склона может повысить интенсивность эрозионных процессов [11; 12].
Проблема водной эрозии склоновых земель может быть также частично решена путём разработки орудий с активными рабочими органами.
Моделирование технологических процессов обработки сложных склонов требует учёта агроэко-логического районирования территорий с целью обоснования и последующего выбора оптимального состава средств механизации [13]. Также требуется разработка оптимальных алгоритмов планирования траектории покрытия угодий при разделении их на отдельные плоские участки и участки, имеющие непостоянный уклон, описанных в работах J. Jin и L. Tang [14; 15]. I. A. Hameed разработал метод планирования пути покрытия сельскохозяйственных угодий для техники, перевозящей грузы, с целью
снижения энергопотребления путём нахождения наилучшего направления движения, оптимизации последовательности движения по полям сложного рельефа [16; 17]. Для определения рельефа и микрорельефа поверхности необходимо учитывать особенности влияния топографии на GPS-позиционирование современных сельскохозяйственных машин [18; 19].
Математическое моделирование в рамках проектирования принципиально новых сельскохозяйственных машин и орудий, как правило, разделено на ряд этапов, среди которых выделяются теоретическое обоснование, эмпирическое конструирование, вычислительный эксперимент и применение системы автоматизированного проектирования [20]. Разрабатываются различные математические модели технологического процесса обработки почвы на склоновых агроландшафтах, например, на основе динамики сплошных деформируемых сред определяется характер движения почвы по рабочему органу сельскохозяйственных машин [21].
Материалы и методы
Разработано орудие для поверхностной обработки сложных склоновых земель [22], включающее раму 2, на которой установлено полотно, состоящее из втулочно-роликовых цепей 6 с закреплёнными на них планками 8 и рабочими органами 7, реверсивный гидромотор 1 и цепную передачу 4. Планки 8 с рабочими органами 7 имеют возможность движения в поперечном направлении в обе стороны относительно движения машинно-тракторного агрегата (рисунок 1).
Теоретическое обоснование движения активных рабочих органов орудий основано на определении вектора отклонения на угол ф фактической скорости рабочего органа относительно изогипс склона, что можно представить следующими аналитическими зависимостями;
<р = arctg -
, . . 180" z ■ d ■ sin -I- n
V
(1)
где г - число зубьев звёздочки или шестерни ведущего вала; й - диаметр делительной окружности ведущей звёздочки ведущего вала, м; п - частота вращения ведущего вала орудия, с-1; V - продольная скорость рабочего органа, равная скорости машинно-тракторного агрегата, м/с.
XXXXXXXXXXX технологии, машины и оборудование ХХХХХХХХХХХ ХХХХХХХХХХХ для агропромышленного комплекса ХХХХХХХХХХХ
Рис. 1. Общий вид секции орудия для поверхностной обработки сложных склоновых земель: 1 - реверсивно-регулируемый гидромотор; 2 - рама; 3 - вал ведомый; 4 - цепной привод; 5 - вал приводной; 6 - цепь; 7 - рабочие органы; 8 - планка с рабочими органами /
Fig. 1. The general view of the machine section for surface treatment of complex sloping lands: 1 - reversible-adjustable hydraulic motor; 2 - frame; 3 - driven shaft; 4 - chain drive;5 - drive shaft; 6 - chain; 7 - working bodies; 8 - plate with working bodies Источник: разработано авторами
Рассматривая уравнение (1) применительно к сложному склону, можно констатировать, что оно не раскрывает величину изменения угла отклонения скорости активных рабочих органов орудий относительно продольного движения машинно-тракторного агрегата в процессе обработки почвы. В свою очередь, угол отклонения рабочего органа от горизонтали склона напрямую связан с поперечным и продольным уклоном поверхности.
Тангенс угла отклонения рабочего органа от изогипсы можно представить в виде следующего выражения:
z■d ■sin
tg<p =
tgP'
(2)
где а - продольный уклон поверхности почвы, град.; в - поперечный уклон поверхности почвы, град.
Приравняв выражения (1) и (2), получаем модель обработки сложных склоновых земель почвообрабатывающим орудием с активными рабочими органами, где с левой стороны имеем параметры функционирования орудия, а с правой - параметры сложного склона:
1800
. tga
tgP'
(3)
Результаты и обсуждение
Рассмотрим частные случаи расположения склона относительно направления движения машинно-тракторного агрегата, устанавливающие различные режимы работы (рисунок 2).
Принимаем значения угла а продольного уклона поверхности почвы положительным при совпадении вектора направления движения машинно-тракторного агрегата с вектором направления уклона поверхности (частные варианты 1, 2 и 3), а отрицательным - если векторы направлены в противоположные стороны (частные варианты 7, 8 и 9).
Значения угла в поперечного уклона поверхности поля условно принимаем положительными при наклоне машинно-тракторного агрегата влево относительно направления движения, а вправо -отрицательными.
В соответствии с вариантом 1 поверхностная обработка почвы характеризуется положительными значениями продольного (а > 0) и поперечного (в > 0) углов (рисунок 3).
[ technologies, machines and equipment ; for the agro-industrial complex
Рис. 2. Общая схема расположения склона относительно направления движения машинно-тракторного агрегата в локальной системе координат: 1.. .9 - частные варианты; а - продольный уклон поверхности почвы; в - поперечный уклон поверхности почвы / Fig. 2. The general layout of the slope of the field relative to the direction of movement of the tractor-machine unit in the local coordinate system: 1.9 - particular variants; а - longitudinal slope of the soil surface; в - transverse slope of the soil surface Источник: разработано авторами
Рис. 3. Схема для расчёта функционирования почвообрабатывающего орудия по варианту 1 (а > 0 и в > 0) Fig. 3. Scheme for calculating the functioning of the tillage machine according to option 1 (а > 0 and в > 0) Источник: разработано авторами
В этом случае выражение для определения частоты вращения приводного вала полотна с рабочими органами будет выглядеть следующим образом:
tga V
n = -
tgP . ( 1800 z • d • sin
= Const.
(4)
При дискретных значениях продольного а и поперечного в углов склона почвы, скорости V машинно-тракторного агрегата, числа зубьев г и делительного диаметра d звёздочки частота вращения приводного вала также принимает дискретное значение.
В варианте 2 поверхностная обработка почвы характеризуется положительным значением продольного (а > 0) и нулевым - поперечного (в = 0) угла (рисунок 4).
технологии, машины и оборудование ] для агропромышленного комплекса ]
Рис. 4. Схема для расчёта функционирования почвообрабатывающего орудия по варианту 2 (а > 0 и в = 0) Fig. 4. Scheme for calculating the functioning of the tillage machine according to option 2 (а > 0 and в = 0) Источник: разработано авторами
В этом случае уравнение для определения частоты вращения приводного вала полотна с рабочими органами будет выглядеть следующим образом: _ tga V
tg 00
z • d •sin
180
(5)
При движении машинно-тракторного агрегата вниз по склону поля скорость V машинно-тракторного агрегата должна быть минимальной, а частота вращения приводного вала, напротив, быть максимально возможной для обеспечения траекторий движения рабочих органов орудия, совпадающих или хотя бы максимально приближенных к изогипсам склона. Рабочие органы при этом испытывают большие нагрузки, особенно при обработке тяжелых по физико-механическому составу почв.
Рис. 5. Схема для расчёта функционирования почвообрабатывающего орудия по варианту 3 (а > 0 и в < 0) Fig. 5. Scheme for calculating the functioning of the tillage machine according to option 3 (а > 0 and в < 0) Источник: разработано авторами
В соответствии с вариантом 3 поверхностная обработка почвы характеризуется положительным значением продольного (а > 0) и отрицательным -поперечного (в < 0) углов (рисунок 5).
Выражение для определения частоты вращения приводного вала полотна с рабочими органами для данного варианта будет выглядеть следующим образом:
tga V
n = -
tg (-ß)
tga 'tgß
z • d • sin
V
1800
(6)
z • d • sin
1800
= Const.
Как и в варианте 1, дискретные значения продольного а и поперечного в углов склона почвы, скорости V машинно-тракторного агрегата, числа зубьев г и делительного диаметра d звёздочки частота вращения приводного вала также принимает дискретное значение. Но в отличие от варианта 1 полотно с рабочими органами должно перемещаться в противоположную сторону.
В соответствии с вариантом 4 поверхностная обработка почвы характеризуется нулевым значением продольного (а = 0) и положительным - поперечного (в > 0) углов (рисунок 6).
Рис. 6. Схема для расчёта функционирования почвообрабатывающего орудия по варианту 4 (а = 0 и в > 0) Fig. 6. Scheme for calculating the functioning of the tillage machine according to option 4 (а = 0 and в > 0) Источник: разработано авторами
Формула для определения частоты вращения приводного вала полотна с рабочими органами для варианта 4 будет выглядеть следующим образом:
M: tgß
• d • sin
1800
= 0.
(7)
[ technologies, machines and equipment ; for the agro-industrial complex
То есть при движении машинно-тракторного агрегата при нулевом значении продольного угла (а = 0) полотно с рабочими органами находится в неподвижном состоянии. Орудие производит обработку почвы как бы со стационарно установленными рабочими органами.
В варианте 5 поверхностная обработка почвы машинно-тракторным агрегатом происходит на горизонтальной поверхности, то есть характеризуется нулевыми значениями продольного (а = 0) и поперечного (в = 0) углов (рисунок 7).
Рис. 7. Схема для расчёта функционирования почвообрабатывающего орудия по варианту 5 (а = 0 и в = 0) Fig. 7. Scheme for calculating the functioning of the tillage machine according to option 5 (а = 0 and в = 0) Источник: разработано авторами
Выражение для определения частоты вращения приводного вала полотна с рабочими органами для данного варианта будет выглядеть следующим образом:
V
n =
tg0_ tg 0"
z■d ■ sin
180"
= 0.
(8)
То есть при движении машинно-тракторного агрегата при нулевых значениях продольного (а = 0) и поперечного (в = 0) углов полотно с рабочими органами находится в неподвижном состоянии, орудие обрабатывает почву как бы стационарно установленными рабочими органами.
В соответствии с вариантом 6 поверхностная обработка почвы характеризуется нулевым значением продольного (а = 0) и отрицательным - поперечного (в < 0) углов (рисунок 8).
Формула для определения частоты вращения приводного вала полотна с рабочими органами для варианта 6 будет выглядеть следующим образом:
. tg 00 tg (-ß
■ d ■ sin
1800
= 0.
(9)
Рис. 8. Схема для расчёта функционирования почвообрабатывающего орудия по варианту 6 (а = 0 и ß < 0) Fig. 8. Scheme for calculating the functioning of the tillage machine according to option 6 (а = 0 and ß < 0) Источник: разработано авторами
То есть при движении машинно-тракторного агрегата при нулевом значении продольного (а = 0) и отрицательном - поперечного (ß < 0) углов полотно с рабочими органами, как и в вариантах 4 5, находится в неподвижном состоянии, обработка почвы происходит так же, как и орудиями, использующимися в традиционно применяемых технологиях.
В варианте 7 поверхностная обработка почвы машинно-тракторным агрегатом происходит при отрицательном значении продольного (а < 0) и положительном - поперечного (ß > 0) углов (рисунок 9).
Рис. 9. Схема для расчёта функционирования почвообрабатывающего орудия по варианту 7 (а < 0 и в > 0) Fig. 9. Scheme for calculating the functioning of the tillage machine according to option 7 (а < 0 and в > 0) Источник: разработано авторами
Уравнение для определения частоты вращения приводного вала полотна с рабочими органами
технологии, машины и оборудование ] для агропромышленного комплекса ]
для данного варианта будет выглядеть следующим образом:
tg (-а) V
n = -
tgß
tga 'tgß'
z •d •sin
V
180"
(10)
z • d • sin
(180"
= Const.
Как и в вариантах 1 и 3 условий функционирования почвообрабатывающего орудия для дискретных значенй продольного а и поперечного в углов склона почвы, скорости V машинно-тракторного агрегата, числа зубьев г и делительного диаметра d звёздочки, будем иметь дискретное значение частоты вращения п приводного вала.
По варианту 8 функционирования орудия поверхностная обработка почвы характеризуется отрицательным значением продольного (а < 0) и нулевым - поперечного (в = 0) углов (рисунок 10).
Рис. 10. Схема для расчёта функционирования почвообрабатывающего орудия по варианту 8 (а < 0 и в = 0) Fig. 10. Scheme for calculating the functioning of the tillage machine according to option 8 (а < 0 and в = 0) Источник: разработано авторами
Выражение для определения частоты вращения приводного вала полотна с рабочими органами для варианта 8 будет выглядеть следующим образом: „ tg(-a) V
tg 0"
z•d • sin
180"
(11)
При движении машинно-тракторного агрегата вверх по склону поля (как и для варианта 2) скорость V машинно-тракторного агрегата должна быть минимальной, а частота вращения приводного вала - быть максимально возможной для обеспечения траекторий движения рабочих органов орудия, совпадающих или максимально приближенных к изо-
гипсам склона. Рабочие органы при этом испытывают большие нагрузки, особенно при обработке тяжелых по физико-механическому составу почв.
В варианте 9 поверхностная обработка почвы машинно-тракторным агрегатом происходит при отрицательных значениях продольного (а < 0) и поперечного (в < 0) углов (рисунок 11).
Рис. 11. Схема для расчёта функционирования почвообрабатывающего орудия по варианту 9 (а < 0 и в < 0) Fig. 11. Scheme for calculating the functioning of the tillage machine according to option 9 (а < 0 and в < 0) Источник: разработано авторами
Уравнение для определения частоты вращения приводного вала полотна с рабочими органами для данного варианта будет выглядеть следующим образом:
tg(-a) V
n = -
tg (-ß)
• Sin
tga tgß
V
^180°^
^180°^
= Const.
(12)
• Sin
Для варианта 9 условий функционирования почвообрабатывающего орудия, как и для вариантов 1, 3 и 7, дискретным значениям продольного а и поперечного в углов склона почвы, скорости V машинно-тракторного агрегата, числа зубьев г и делительного диаметра d звёздочки будут соответствовать конкретные дискретные значения частоты вращения п приводного вала.
На рисунке 12 приведены зависимости изменения числа п оборотов приводного вала почвообрабатывающего орудия от значений поперечного угла в уклона при значениях продольного угла а = -1; 0 и 1° поля при контурной обработке почвы машинно-тракторным агрегатом.
V^W^VWW^V ТРГНМП! nniFS МЛГШМРЯ ЛМП FflIIIPMFNT WWW^^WW
technologies, machines and equipment
WVW^^WWV^^ FOR TUP AiZRn.INnilSTItlA I ГПМР1 rvV^^VWW^^WW
for the agro-industrial complex
J ? п> с~1 \ л ■1 град. /
/3 -1 degree я 0 град. /
1 г 0 degrees 1 грэд. /
2 / 1 degree
Д град.
s А_ 4 2 -1 degrees
3 \ л 1
\
\ 4 —5—
Рис. 12. Зависимости изменения числа n оборотов приводного вала почвообрабатывающего орудия от поперечного угла в уклона при контурной обработке почвы при продольных углах уклона а:
1 - а = -1°; 2 - а = 0°; 3 - а = 1° Fig. 12. The dependences of the change in the number n of revolutions of the drive shaft of the tillage machine on the lateral angle в of the slope during contour processing of the field at longitudinal angles а of slope:
1 - а = -1 degree; 2 - а = 0 degree; 3 - а = 1 degree Источник: разработано авторами
Анализ зависимостей свидетельствует о том, что при траекториях движения машинно-тракторного агрегата под некоторым углом к изо-гипсам (наиболее распространённый на практике вариант) продольный а и поперечный в углы склонов полей изменяются незначительно, поэтому поперечная скорость движения полотна с рабочими органами также минимальна. Например, при движении агрегата в интервалах углов а = -1.1° и в = -5...5° частота вращения приводного вала изменяется в пределах п = 0...5 с-1.
Заключение Почвообрабатывающая машина для поверхностной обработки почвы с активными рабочими органами, реверсивно перемещающимися в поперечном направлении относительно траектории движения машинно-тракторного агрегата, обеспечивает направление движения рабочих органов вдоль линий изогипс склона или максимально к ним приближенной.
При спуске или подъёме машинно-тракторного агрегата вдоль склона частота враще-
ния приводного вала орудия и, соответственно, поперечная скорость перемещения активных рабочих органов должны быть максимально возможными. Рабочие органы при этом испытывают большие нагрузки, особенно при обработке тяжелых по физико-механическому составу почв.
Если траектория движения машинно-тракторного агрегата совпадает с линиями изогипс уклона, то скорость движения полотна с рабочими органами орудия в поперечном направлении равна нулю.
При траекториях движения машинно-тракторного агрегата под некоторым углом к изо-гипсам (наиболее распространённый на практике вариант) продольный а и поперечный в углы наклона изменяются незначительно, поэтому поперечная скорость движения полотна с рабочими органами также минимальна. Например, при движении агрегата в интервалах углов а = -1.1° и в = -5...5° частота вращения приводного вала изменяется в пределах п = 0...5 с-1.
ХХХХХХХХХХХ технологии, машины и оборудование ХХХХХХХХХХХ ХХХХХХХХХХХ для агропромышленного комплекса ХХХХХХХХХХХ
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Юнусов Г. С., Жук А. Ф., Ахмадеева М. М. Способы и орудия для противоэрозионных обработок почвы // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. 2018. № 20. С. 430-436.
2. Барабанов А. Т., Петелько А. И., Кулик А. В., Выпова А. В. Новая технология размещения стокорегулиру-ющих лесных полос на склоновых землях // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2019. № 2 (54). С. 119-126. DOI: 10.32786/2071-9485-2019-02-14.
3. Ксензов А. А., Суязова И. А., Матвеенко Л. В. Патент № 2440457 РФ, МПК E02B 11/00, A01B 13/16. Способ противоэрозионного дренажа склоновых земель; заявл. 15.07.2010: опубл. 20.01.2012; Бюл. № 2. 6 с.
4. Васильев М. А., Васильев С. А., Лопоткин А. М. Применение методов и технических средств контроля противоэрозионных технологий на агроландшафтах склоновых земель // Природообустройство. 2020. № 2. С. 14-19. DOI 10.26897/1997-6011/2020-2-14-20.
5. Джибилов С. М., Гулуева Л. Р. Улучшение деградированных горных агроландшафтов методом щеле-вания // Агроинженерия. 2021. № 6 (106). С. 26-31. DOI: 10.26897/2687-1149-2021-6-26-31.
6. Солдатова И. Э., Гулуева Л. Р. Устройство для повышения продуктивности лугов и пастбищ горной зоны // Агроинженерия. 2022. Т. 24, № 5. С. 30-34. DOI: 10.26897/2687-1149-2022-5-30-34.
7. Джибилов С. М., Солдатов Э. Д., Гулуева Л. Р., Бидеев С. И. Улучшение деградированных горных склонов методом дискования // Агроинженерия. 2022. Т. 24. № 6. С. 38-42. DOI: 10.26897/2687-1149-2022-638-42.
8. Жук А. Ф. Способ противоэрозионной обработки почвы // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. № 6. С. 10-15. DOI: 10.22314.2073-7599-2016.6.10-15.
9. Васильев С. А., Лопоткин А. М., Васильев А. А. Разработка математической модели технологического процесса обработки склоновых земель противоэрозионным орудием // Известия Нижневолжского агроунивер-ситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2021. № 4 (64). С. 334-344. DOI 10.32786/2071-9485-2021-04-34.
10. Васильев С. А., Александров Р. И., Мишин С. А. и др. Патент № 2786696 C1 Российская Федерация, МПК A01B 79/00, A01B 13/16, A01B 13/08. Способ контурного глубокого рыхления с вертикальным мульчированием почвы склоновых земель : № 2022108433 : заявл. 29.03.2022 : опубл. 23.12.2022; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова».
11. Максимов И. И. Прогноз эрозионных процессов, техника и технология для обработки склоновых земель : автореферат дис. ... д-ра техн. наук. Москва, 1996. 37 с.
12. Васильев С. А., Затылков Н. И., Васильев А. А., Петров С. С. Патент № 2721536 C1 Российская Федерация, МПК A01B 33/02. Шнековое орудие для противоэрозионной контурной обработки почвы : № 2019118507 : заявл. 14.06.2019 : опубл. 19.05.2020; заявитель Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ).
13. Мухамадьяров Ф. Ф., Коробицын С. Л., Соболева Н. Н. Технико-экономическое обоснование оптимального состава средств механизации с учетом агроэкологического районирования сельскохозяйственных территорий на микроуровне // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2016. № 2. С. 68-73.
14. Jin J., Tang L. Optimal coverage path planning for arable farming on 2D surfaces // Transaction of the ASABE. 2010. V. 53. № 1. P. 283-295. DOI: 10.13031/2013.29488.
15. Jin J., Tang L. Coverage path planning on three-dimensional terrain for arable farming // Journal of Field Robotics. 2011. V. 28. № 3. P. 424-440. DOI: 10.1002/Rob.20388.
16. HameedI. A. Intelligent coverage path planning for agricultural robots and autonomous machines on Three-dimensional Terrain Intell Robot Syst // Journal of Intelligent and Robotic Systems. 2014. V. 74. № 3-4. P. 965-983. DOI: 10.1007/s10846-013-9834-6.
17. Hameed I. A., Bochtis D. Optimized driving direction based on a three-dimensional field representation // Computers and Electronics in Agriculture. 2013. V. 91. P. 145-153. DOI: 10.1016/j.compag.2012.12.009.
Вестник НГИЭИ. 2025. № 2 (165). C. 16-28. ISSN 2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2025. № 2 (165). P. 16-28. ISSN 2227-9407 (Print)
V^W^VWW^V ТРГНМП! nniFS МЛГШМРЯ ЛМП FflIIIPMFNT WWW^^WW
WVW^^WWV^^ FOR THF АПРП.1МПИЯТР1А I ГПМР1 rvV^^VWW^^WW
18. Shockley J. M., Dillonand C. R., Stombaugh T. S. A whole farm analysis of the influence of auto-steer navigation on net returns, risk and production practices // Journal of Agricultural and Applied Economics. 2011. V. 43. № 1. P. 57-75. DOI: 10.1017/S1074070800004053.
19. Kireev I. M., Koval' Z. M., Zimin F. A. Devices for determining the relief and micro-relief of a field plot // Measurement Techniques. 2014. V. 57. № 8. P. 879-883. DOI: 10.1007/s11018-014-0553-6.
20. Ценч Ю. С., Годлевская Е. В. Математическое моделирование как инструмент проектирования сельскохозяйственных машин и агрегатов (применительно к истории развития научной школы Южного Урала) // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17. № 2. С. 4-12. DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-2-4-12.
21. Мударисов С. Г., Рахимов З. С., Фархутдинов И. М., Валиулин И. Э., Ахметянова И. И. Моделирование технологического процесса обработки почвы на склоновых агроландшафтах // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2016. № 1 (39). С. 87-91. DOI: 10.12737/19331.
22. Васильев С. А., Лопоткин А. М., Васильев А. А. Разработка математической модели технологического процесса обработки склоновых земель противоэрозионным орудием // Известия Нижневолжского агроунивер-ситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2021. № 4 (64). С. 334-344. DOI: 10.32786/2071-9485-2021-04-34.
Дата поступления статьи в редакцию 27.11.2024; одобрена после рецензирования 25. 12.2024;
принята к публикации 26.12.2024.
Информация об авторах:
A. М. Лопоткин - к.т.н., доцент кафедры «Техническое обслуживание, организация перевозок и управление на транспорте», Spin-код: 2420-1713;
B. Л. Андреев - д.т.н., профессор кафедры «Техническое обслуживание, организация перевозок и управление на транспорте», Spin-код: 2413-8670;
Д. В. Евстифеев - к.т.н., доцент кафедры «Техническое обслуживание, организация перевозок и управление на транспорте», Spin-код: 4773-4420;
А. В. Никулин - к.т.н., доцент кафедры «Эксплуатация мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин», Spin-код: 7134-5377;
А. Р. Герасимов - доцент кафедры «Энергетические установки и тепловые двигатели», Spin-код: 1920-0580.
Заявленный вклад авторов: Лопоткин А. М. - сбор и обработка материалов, подготовка первоначального варианта статьи. Андреев В. Л. - проведение критического анализа материалов и формирование выводов. Евстифеев Д. В. - общее руководство проектом, анализ и дополнение текста статьи. Никулин А. В. - сбор и обработка материалов, подготовка первоначального варианта статьи. Герасимов А. Р. - сбор и обработка материалов, подготовка первоначального варианта статьи.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
REFERENCES
1. Yunusov G. S., Zhuk A. F., Ahmadeeva M. M. Sposoby i orudiya dlya protivoerozionnyh obrabotok pochvy [Methods and machines for anti-erosion soil treatments], Aktual'nye voprosy sovershenstvovaniya tekhnologii pro-izvodstva i pererabotki produkcii sel'skogo hozyajstva [Topical issues of improving the technology ofproduction and processing of agricultural products], 2018, No. 20, pp. 430-436.
2. Barabanov A. T., Petel'ko A. I., Kulik A. V., Vypova A. V. Novaya tekhnologiya razmeshcheniya stokoregu-li-ruyushchih lesnyh polos na sklonovyh zemlyah [The new technology for placing flow-regulating forest strips on sloping lands], Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: Nauka i vysshee professional'noe obra-zovanie [News of Nizhnevolzhsky agrouniversitetskiy complex: Science and higher professional education], 2019, No. 2 (54), pp. 119-126, DOI: 10.32786/2071-9485-2019-02-14.
ХХХХХХХХХХХ технологии, машины и оборудование ХХХХХХХХХХХ ХХХХХХХХХХХ для агропромышленного комплекса ХХХХХХХХХХХ
3. Ksenzov A. A., Suyazova I. A., Matveenko L. V. Patent № 2440457 C1 RF, MPK E02B 11/00, A01B 13/16. Sposob protivoerozionnogo drenazha sklonovyh zemel' [Method of anti-erosion drainage of sloping lands], zayavl. 15.07.2010; opubl. 20.01.2012, Byul. No. 2, 6 p.
4. Vasiliev M. A., Vasiliev S. A., Lopotkin A. M. Primenenie metodov i tekhnicheskih sredstv kontrolya pro-tivoerozionnyh tekhnologij na agrolandshaftah sklonovyh zemel' [Application of methods and technical means of control of anti-erosion technologies in agricultural landscapes of sloping lands], Prirodoobustrojstvo [Nature management], 2020, No. 2, pp. 14-19, DOI 10.26897/1997-6011/2020-2-14-20.
5. Dzhibilov S. M., Gulueva L. R. Uluchshenie degradirovannyh gornyh agrolandshaftov metodom shchele-vaniya [Improvement of degraded mountain agricultural landscapes by slitting method], Agroinzheneriya [Agroengineering], 2021, No. 6 (106), pp. 26-31. DOI: 10.26897/2687-1149-2021-6-26-31.
6. Soldatova I. E., Gulueva L. R. Ustrojstvo dlya povysheniya produktivnosti lugov i pastbishch gornoj zony [The device for increasing the productivity of meadows and pastures of the mountain zone], Agroinzheneriya [Agroengineering], 2022, Vol. 24, No. 5, pp. 30-34. DOI: 10.26897/2687-1149-2022-5-30-34.
7. Dzhibilov S. M., Soldatov E. D., Gulueva L. R., Bideev S. I. Uluchshenie degradirovannyh gornyh sklonov metodom diskovaniya [Improvement of degraded mountain slopes by the method of disking], Agroinzheneriya [Agroengineering], 2022, Vol. 24, No. 6, pp. 38-42. DOI: 10.26897/2687-1149-2022-6-38-42.
8. Zhuk A. F. Sposob protivoerozionnoj obrabotki pochvy [Method of anti-erosion tillage], Sel'skohozyajstven-nye mashiny i tekhnologii [Agricultural machines and technologies], 2016, No. 6, pp. 10-15. DOI: 10.22314.20737599-2016.6.10-15.
9. Vasiliev S. A., Lopotkin A. M., Vasiliev A. A. Razrabotka matematicheskoj modeli tekhnologicheskogo processa obrabotki sklonovyh zemel' protivoerozionnym orudiem [Development of a mathematical model of the technological process of processing sloping lands with an anti-erosion tool], Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kom-pleksa: Nauka i vysshee professional'noe obrazovanie [News of the Lower Volga Agro-University Complex: Science and Higher Professional Education], 2021, No. 4 (64), pp. 334-344, DOI 10.32786/2071-9485-2021-04-34.
10. Patent No. 2786696 C1 Russian Federation, IPC A01B 79/00, A01B 13/16, A01B 13/08. Method for contour deep loosening with vertical mulching of soil on sloping lands: No. 2022108433: declared. 03/29/2022: published. 12/23/2022 / S. A. Vasiliev, R. I. Aleksandrov, S. A. Mishin [et al.]; applicant Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Chuvash State University named after I.N. Ulyanov".
11. Maksimov I. I. Prognoz erozionnyh processov, tekhnika i tekhnologiya dlya obrabotki sklonovyh zemel' [Forecast of erosion processes, machines and technology for processing slope lands. Dr. Sci. (Engineering) thesis], Moscow, 1996. 37 p.
12. Vasiliev S. A., Zatylkov N. I., Vasiliev A. A., Petrov S. S. Patent No. 2721536 C1 Russian Federation, IPC A01B 33/02. Auger tool for anti-erosion contour tillage, No. 201911850, declared 14.06.2019, published 19.05.2020, applicant State Budgetary Educational Institution of Higher Education Nizhny Novgorod State University of Engineering and Economics (NGIEU).
13. Muhamad'yarov F. F., Korobicyn S. L., Soboleva N. N. Tekhniko-ekonomicheskoe obosnovanie opti-mal'nogo sostava sredstv mekhanizacii s uchetom agroekologicheskogo rajonirovaniya sel'skohozyajstvennyh territorij na mikrourovne [Feasibility study of the optimal composition of mechanization tools, taking into account agroecologi-cal zoning of agricultural territories at the micro level], Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka [Agrarian science of the Euro-North-East], 2016, No. 2, pp. 68-73.
14. Jin J., Tang L. Optimal coverage path planning for arable farming on 2D surfaces, Transaction of the ASABE, 2010, Vol. 53, No. 1, pp. 283-295, DOI: 10.13031/2013.29488.
15. Jin J., Tang L. Coverage path planning on three-dimensional terrain for arable farming, Journal of Field Robotics, 2011, Vol. 28, No. 3, pp. 424-440, DOI: 10.1002/Rob.20388.
16. Hameed I. A. Intelligent coverage path planning for agricultural robots and autonomous machines on Three-dimensional Terrain Intell Robot Syst, Journal of Intelligent and Robotic Systems, 2014, Vol. 74, No. 3-4, pp. 965-983, DOI: 10.1007/s10846-013-9834-6.
17. Hameed I. A., Bochtis D. Optimized driving direction based on a three-dimensional field representation, Computers and Electronics in Agriculture, 2013, Vol. 91, pp. 145-153, DOI: 10.1016/j.compag.2012.12.009.
Вестник НГИЭИ. 2025. № 2 (165). C. 16-28. ISSN 2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2025. № 2 (165). P. 16-28. ISSN 2227-9407 (Print)
V^W^VWW^V ТРГНМП! nniFS МДГШМРЯ ДМП FflIIIPMFNT WWW^^WW
FHP THF ДПРП-1ЫП11ЯТШД I ГПМР1 rvV^^VWW^^WW run inn íwuujinirtl,
18. Shockley J. M., Dillonand C. R., Stombaugh T. S. A whole farm analysis of the influence of auto-steer navigation on net returns, risk, and production practices, Journal of Agricultural and Applied Economics, 2011, Vol. 43, No. 1, pp. 57-75, DOI: 10.1017/S1074070800004053.
19. Kireev I. M., Koval' Z. M., Zimin F. A. Devices for determining the relief and micro-relief of a field plot, Measurement Techniques, 2014, Vol. 57, No. 8, pp. 879-883. DOI: 10.1007/s11018-014-0553-6.
20. Cench YU. S., Godlevskaya E. V. Matematicheskoe modelirovanie kak instrument proektirovaniya sel'sko-hozyajstvennyh mashin i agregatov (primenitel'no k istorii razvitiya nauchnoj shkoly Yuzhnogo Urala) [Mathematical modeling as a tool for designing agricultural machines and aggregates (in relation to the history of the development of the scientific school of the Southern Urals)], Sel'skohozyajstvennye mashiny i tekhnologii [Agricultural machines and technologies], 2023, Vol. 17, No. 2, pp. 4-12. DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-2-4-12.
21. Mudarisov S. G., Rahimov Z. S., Farhutdinov I. M., Valiulin I. E., Ahmetyanova I. I. Modelirovanie tekhno-logicheskogo processa obrabotki pochvy na sklonovyh agrolandshaftah [Modeling of the technological process of tillage on slope agricultural landscapes], Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of the Kazan State Agrarian University], 2016, No. 1 (39), pp. 87-91. DOI: 10.12737/19331.
22. Vasil'ev S. A., Lopotkin A. M., Vasil'ev A. A. Razrabotka matematicheskoj modeli tekhnologicheskogo processa obrabotki sklonovyh zemel' protivoerozionnym orudiem [Development of a mathematical model of the technological process of processing slope soils with an the anti-erosion machine], Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: Nauka i vysshee professional'noe obrazovanie [News of Nizhnevolzhsky Agrouniversity complex: Science and higher professional education], 2021, No. 4 (64), pp. 334-344. DOI: 10.32786/2071-9485-2021-04-34.
The article was submitted 27.11.2024; approved after reviewing 25. 12.2024; accepted for publication 26.12.2024.
Information about the authors: A. M. Lopotkin - Ph. D. (Engineering), associate professor of the department «Maintenance, organization of transportation and management of transport», Spin-code: 2420-1713;
Andreev V. L. - Dr. Sci. (Engineering), professor of the department «Maintenance, organization of transportation and management of transport», Spin-code: 2413-8670;
D. V. Evstifeev - Ph. D. (Engineering), associate professor of the department «Maintenance, organization of transportation and management of transport», Spin-code: 4773-4420;
A. V. Nikulin - Ph. D. (Engineering), associate professor of the department «Operation of mobile energy vehicles and agricultural machinery», Spin-code: 7134-5377;
A. R. Gerasimov - Ph. D. (Engineering), associate professor of the department «Energy machines and heat engines», Spin-code: 1920-0580.
Contribution of the authors: Lopotkin A. M. - collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text. Andreev V. L. - critical analysis of materials; formulated conclusions, translation in to English. Evstifeev D. V. - managed the research project, analyzing and supplementing the text. Nikulin A. V. - collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text. Gerasimov A. R. - collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text.
The authors declare no conflicts of interests.
