DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2019.49.132-140

The Study of Structural and Technological Parameters of the Operating Elements of Combined Chisel Deep-tillers

Sergiy Leshchenko, Vasyl Salo, Dmytro Petrenko, Olexiy Vasylkovskyi

About the Authors

Sergiy Leshchenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine,e-mail: serafsgm@ukr.net

Vasyl Salo, Professor, Doctor in Technics (Doctor of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine

Dmytro Petrenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine

Olexiy Vasylkovskyi, доцент, кандидат технічних наук, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine

Abstract

Gradual abandonment of application of erosion-hazardous tools is a worldwide trend in soil tillage. The tools include classic ploughs, machines and equipment with spherical disks, milling units and the like. The article deals with the systematization of the most widespread operating elements of chisel deep-tillers with a critical assessment of their structural and technological parameters. The objective of the work is to study the structural and technological parameters of chisel blades of combined deep-tillers for general purpose, depending on the layout of the unit and the structure of the main operating elements. Regardless of the generally accepted tendency to abandon erosion-hazardous tools at the basic tillage stage, chisel deep-tillers, which are an effective substitute for classic heap plowing, do not have fully substantiated functional schemes and recommendations for the design of both major and additional operating elements. At the Department of Agricultural Engineering of Central Ukrainian National Technical University, a functional scheme, design documentation and a series of hinged chisel aggregates were developed. The main operating element of the developed machines is a straight-leg chisel blade, in which, as additional horizontal deformers, which provide alignment of the bottom of the furrow and better pruning of the root systems of plants, the flat wings are set at a certain angle to the direction of movement, and in combination with the chisel, provide ground clearance in the horizontal plane. Taking into account certain generally accepted assumptions and using known dependencies, the formulas were obtained for theoretical substantiation of rational construction and specific parameters of the proposed chisel blade. As a result of the work, the possibility of using operating elements of chisel deep-tiller blades paws with a straight leg and an additional horizontal deformer was proved. On the basis of the conducted research it is established that in loamy soil conditions chisel deep-tillers provide performance within agrotechnical requirements at the velocity of movement of the unit up to 2.5 m/s, the angle of installation of the chisel to the bottom of the furrow is 25… 30º, chisel length is 0.26…0.35 m at the distance between rows of the operating elements in the longitudinal direction 0.45…0.55 m.

Keywords

chisel deep-tiller, soil deformation area, additional deformers, chisel blade with straight leg

Full Text:

PDF

References

1. Panov, Y.M. & Vetokhyn. V.Y. (2008). Fyzycheskye osnovі mekhanyky pochv [Physical bases of soil mechanics]. Kyiv: Fenyks [in Russian].

2. Rudenko, N.E. (2005). Mekhanyzatsyia obrabotky pochvi [Mechanization of soil tillage]. Uchebnoe posobye. Stavropol: Yzd-vo StHAU «AHRUS» [in Russian].

3. Shevchenko, I.A. (2016). Keruvannya agrofizichnim stanom gruntovogo seredovisha [Management of Agrophysical Condition of Soil Environment]. Kyiv: Vidavnichij dim «Vinichenko» [in Ukrainian].

4. Borisenko, P.I. (2016). Sovershenstvovanie tehnologicheskogo processa chizelevaniya za schet primeneniya rabochego organa dlya minimalnoj obrabotki pochvy s polosnym uglubleniem [Improvement of the technological process of chiseling through the use of working body for minimum tillage of the soil with a belt depression]. Dis…kand.tehn. nauk: 05.20.01. Volhohrad [in Russian].

5. Leshchenko, S.M., Salo, V.M. & Petrenko, D.I. (2018). Otsinka enerhoiemnosti hlybokoho obrobitku gruntu kombinovanymy chyzelnymy hlybokorozpushuvachamy [Assessment of energy intensity of deep cultivation of soil by combined chisel deep tillers]. Zbirnyk naukovykh prats Kirovohradskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia, Vol. 31, 10–20 [in Ukrainian].

6. Borysenko, Y.B. (2006). Sovershenstvovanye resursosberehaiushchykh y pochvozashchytnіkh tekhnolohyi y tekhnycheskykh sredstv obrabotky pochvі v ostrozasushlyvіkh uslovyiakh nyzhneho Povolzhia [Improving resource-saving and soil-protective technologies and technical means of tillage in the arid dry conditions of the lower Volga region]. Dys…doktora tekhn. nauk: 05.20.01. Volhohrad [in Russian].

7. Leshchenko, S.M., Salo, V.M. & Petrenko, D.I. (2015). Eksperymentalna otsinka yakosti roboty kombinovanoho chyzelia z dodatkovymy horyzontalnymy ta vertykalnymy deformatoramy [Experimental performance evaluation chisel combined with extra horizontal and vertical warp]. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu im. P. Vasylenka, Vol. 156, 25–34 [in Ukrainian].

8. Shirov, V.N.& Parhomenko, G.G. (2012). Opredelenie parametrov glubokoryhlitelej dlya obrabotki pochvy v zasushlivyh usloviyah [Determination of parameters of deep plows for tillage in dry conditions]. Bulletin of Agrarian Science of Don. Zernograd. №4 (20). [in Russian].

9. Leshchenko, S.M. & Salo, V.M. (2016). Shliakhy pidvyshchennia efektyvnosti roboty kombinovanykh chyzelnykh gruntoobrobnykh znariad z dodatkovymy deformatoramy [The ways of improvement of the operation efficiency of combined chisel tilling equipment with additional deformers]. Mekhanizatsiia ta elektryfikatsiia silskoho hospodarstva: [zahalnoderzhavnyi zbirnyk,. Vol. 4 (103), 31-37 [in Ukrainian].

10. Salo, V.M., Leshchenko, S.M., Pashynskyi, V.A. & Yarovykh, R.V. (2015). Analiz protsesiv chyzeliuvannia gruntiv z zastosuvanniam riznykh kombinatsii robochykh orhaniv [Analysis of the processes of chiseling soils with the use of various combinations of working bodies]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, Vol. 45, Ch.1, 126-132 [in Ukrainian].

11. Pashchenko, V.F., Kornyenko, N.P. & Husarenko S.Y. (2013). Teoryia vozdeistvyia rabochykh orhanov orudyi na pochvu. [Theory of the impact of the working bodies of guns on the soil.]. Monohrafyia. Kharkov : KhNAU [in Russian].

12. Leshchenko, S., Salo, V. & Vasylkovskyi A. (2014). Sostoianye voprosa і perspektyva іntensyfykatsyy rabotі chyzelnіkh orudyi s tseliu sokhranenyia estestvennoho plodorodyia [Condition of the question and perspective of the intensification of work of diesel tools for the purpose of preserving natural fertility]. MOTROL. Commission of motorization and energetics in agriculture. An international journal on operation of farm and agri-food industry machinery. Vol. 16 - №2, Lublin–Rzeszów: Polish Academy of Sciences 195–201 [in Russian].

13. Leschenko, S., Salo, V.& Petrenko, D. (2014). Experimental estimate of the efficiency of basic tilling by chisel equipment in the conditions of soil. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, Vol. 44, 237-243 [in English].

14. Leshchenko, S.M., Salo, V.M., Petrenko, D.I. & Lisovyi I.O. (2016). Vplyv konstruktyvnykh parametriv chyzelnoi lapy glybokorozpushuvacha na deformatsiiu gruntu [Influence of design specifications of chisel shank of a deep tiller on soil deformation]. Visnyk Ukrainskoho viddilennia Mizhnarodnoi akademii ahrarnoi osvity, Vol. 4, 115-124 [in Ukrainian].

15. Korabelskij, V.I. & Pogorelyj, V.V. (2006). Tehnologicheskie osnovy formoobrazovaniya krivolinejnyh rabochih organov ryhlitelej [Technological bases of shaping of curvilinear working bodies of rippers]. Trudy Tavricheskoj gos. agrotehn. akademii, Vol.40, 74–82 [in Russian].

16. Vasylkovska, K.V, Leshchenko, S.M., Vasylkovskyi, O.M. & Petrenko, D.I. (2016). Improvement of equipment for basic tillage and sowing as initial stage of harvest forecasting. INMATEH-Agricultural Engineering. Vol.50 No.3, 13-20 [in English].

GOST Style Citations

  1. Панов И.М., Ветохин В.И. Физические основы механики почв: монография . Київ: Феникс, 2008. 266 с.
  2. Руденко Н.Е. Механизация обработки почвы: учебное пособие. Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС». 2005. 112 с.
  3. Шевченко І.А. Керування агрофізичним станом ґрунтового середовища. Київ: Видавничий дім «Вініченко», 2016 – 320 с.
  4. Борисенко П.И. Совершенствование технологического процесса чизелевания за счет применения рабочего органа для минимальной обработки почвы с полосным углублением. Дис…канд.техн. наук: 05.20.01 / Борисенко Павел Иванович. Волгоград, 2016. 190 с.
  5. Лещенко С.М., Сало В.М., Петренко Д.І. Оцінка енергоємності глибокого обробітку ґрунту комбінованими чизельними глибокорозпушувачами. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: зб. наук. пр. Кіровогр. нац. техн. ун-ту. 2018. Вип. 31. С. 10–20.
  6. Борисенко И.Б. Совершенствование ресурсосберегающих и почвозащитных технологий и технических средств обработки почвы в острозасушливых условиях нижнего Поволжья. дис…доктора техн. наук: 05.20.01 / Борисенко Иван Борисович. Волгоград, 2006. 402 с.
  7. Лещенко С.М., Сало В.М., Петренко Д.І. Експериментальна оцінка якості роботи комбінованого чизеля з додатковими горизонтальними та вертикальними деформаторами . Вісник Харківського національного технічного університету ім. П. Василенка. 2015. Вип. 156. С. 25–34.
  8. Щиров В.Н., Пархоменко Г.Г. Определение параметров глубокорыхлителей для обработки почвы в засушливых условиях . Вестник аграрной науки Дона. Зерноград. 2012. №4 (20). С. 17–22.
  9. Лещенко С. М., Сало В.М. Шляхи підвищення ефективності роботи комбінованих чизельних ґрунтообробних знарядь з додатковими деформаторами. Механізація та електрифікація сільського господарства: загальнодержавний збірник. 2016. Вип. №4 (103). С. 31-37.
  10. Аналіз процесів чизелювання ґрунтів з застосуванням різних комбінацій робочих органів / В.М. Сало, С.М. Лещенко, В.А. Пашинський, Р.В. Ярових. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2015. Вип. 45, Ч.1. С. 126-132.
  11. Пащенко В.Ф., Корниенко С.И., Гусаренко Н.П. Теория воздействия рабочих органов орудий на почву: монография. Харьков : ХНАУ, 2013. 90 с.
  12. Лещенко С., Сало В., Васильковский А. Состояние вопроса и перспектива интенсификации работы чизельных орудий с целью сохранения естественного плодородия. MOTROL. Commission of motorization and energetics in agriculture. An international journal on operation of farm and agri-food industry machinery. Vol. 16 , №2, Lublin – Rzeszów: Polish Academy of Sciences, 2014. Р. 195–201.
  13. Leschenko S., Salo V., Petrenko D. Experimental estimate of the efficiency of basic tilling by chisel equipment in the conditions of soil. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2014. Вип. 44. С. 237-243.
  14. Вплив конструктивних параметрів чизельної лапи ґлибокорозпушувача на деформацію ґрунту / С.М. Лещенко, В.М. Сало, Д.І. Петренко, І.О. Лісовий . Вісник Українського відділення Міжнародної академії аграрної освіти. 2016. Вип. 4. С. 115-124.
  15. Корабельский В.И., Погорелый В.В. Технологические основы формообразования криволинейных рабочих органов рыхлителей. Труды Таврической гос. агротехн. академии. Мелитополь, 2006. Вып. 40. С. 74–82.
  16. Improvement of equipment for basic tillage and sowing as initial stage of harvest forecasting / K.V. Vasylkovska, S.M. Leshchenko, O.M. Vasylkovskyi, D.I. Petrenko. INMATEH-Agricultural Engineering. 2016. Vol.50, No.3, P.13-20 ref.18.
Copyright (c) 2019 Sergiy Leshchenko, Vasyl Salo, Dmytro Petrenko, Olexiy Vasylkovskyi