Обґрунтування форми пазуреподібного прутка ґрунтообробного агрегату для передпосівного обробітку.

Abstract

Для підготовлення ґрунту до посіву використовують ґрунтообробні фрези, що мають горизонтальну або вертикальну вісь обертання робочого органу. Горизонтальні ротаційні робочі органи дозволяють утворити три горизонтальні шари відносно орного горизонту з різним вмістом ґрунтових агрегатів. Для забезпечення одночасного подрібнення і сепарування ґрунту необхідно обґрунтувати форму та геометричні розміри робочого органу ґрунтообробного модуля для передпосівного обробітку ґрунту. Для визначення найбільш раціональної форми використано методику біонічного інжинірингу. Для цього розглянуто локомоцію та біомеханіку ґрунтової фауни, а саме процес взаємодії пазурів тварин з ґрунтом. Для визначення ступеня подрібнення ґрунту використано доопрацьовану математичну модель А. М. Панченка, що дозволяє провести аналіз роботи активних робочих органів, які одночасно виконують поступальний та обертальний рухи. Ураховуючи запропоновану модель подрібнення ґрунту проведено геометричний розрахунок форми прутка біонічного ґрунтообробного агрегату для передпосівного обробітку ґрунту на основі морфології пазурів тварин ґрунтової фауни та побудовано його тривимірну модель. З використанням методів зворотного інжинірингу (Reverse Engineering) проведено апроксимацію пазурів тварин. Розв’язуючи умову забезпечення найбільшого ступеня подрібнення ґрунту у програмному пакеті Wolfram Cloud з використанням функції FindMaximum, отримано рівняння, які описують зовнішню та внутрішню поверхні пазуреподібного прутка ґрунтообробного агрегату. Результати проведеного розрахунку форми пазуреподібного прутка біонічного ґрунтообробного агрегату будуть використані під час створення експериментального зразка агрегату та перевіряння якості подрібнення ґрунту. Dlia pidhotovlennia gruntu do posivu vykorystovuiut gruntoobrobni frezy, shcho maiut horyzontalnu abo vertykalnu vis obertannia robochoho orhanu. Horyzontalni rotatsiini robochi orhany dozvoliaiut utvoryty try horyzontalni shary vidnosno ornoho horyzontu z riznym vmistom gruntovykh ahrehativ. Dlia zabezpechennia odnochasnoho podribnennia i separuvannia gruntu neobkhidno obgruntuvaty formu ta heometrychni rozmiry robochoho orhanu gruntoobrobnoho modulia dlia peredposivnoho obrobitku gruntu. Dlia vyznachennia naibilsh ratsionalnoi formy vykorystano metodyku bionichnoho inzhynirynhu. Dlia tsoho rozghlianuto lokomotsiiu ta biomekhaniku gruntovoi fauny, a same protses vzaiemodii pazuriv tvaryn z gruntom. Dlia vyznachennia stupenia podribnennia gruntu vykorystano doopratsovanu matematychnu model A. M. Panchenka, shcho dozvoliaie provesty analiz roboty aktyvnykh robochykh orhaniv, yaki odnochasno vykonuiut postupalnyi ta obertalnyi rukhy. Urakhovuiuchy zaproponovanu model podribnennia gruntu provedeno heometrychnyi rozrakhunok formy prutka bionichnoho gruntoobrobnoho ahrehatu dlia peredposivnoho obrobitku gruntu na osnovi morfolohii pazuriv tvaryn gruntovoi fauny ta pobudovano yoho tryvymirnu model. Z vykorystanniam metodiv zvorotnoho inzhynirynhu (Reverse Engineering) provedeno aproksymatsiiu pazuriv tvaryn. Rozviazuiuchy umovu zabezpechennia naibilshoho stupenia podribnennia gruntu u prohramnomu paketi Wolfram Cloud z vykorystanniam funktsii FindMaximum, otrymano rivniannia, yaki opysuiut zovnishniu ta vnutrishniu poverkhni pazurepodibnoho prutka gruntoobrobnoho ahrehatu. Rezultaty provedenoho rozrakhunku formy pazurepodibnoho prutka bionichnoho gruntoobrobnoho ahrehatu budut vykorystani pid chas stvorennia eksperymentalnoho zrazka ahrehatu ta pereviriannia yakosti podribnennia gruntu.