Технологічна модель глибокого розпушування ґрунту
DOI:
https://doi.org/10.32515/2414-3820.2026.56.185-198Ключові слова:
чизельний робочий орган, глибоке розпушування ґрунту, технологічна модель, критична глибина, тяговий опір, ступінь кришення ґрунтуАнотація
В роботі розглянуто технологічну модель глибокого розпушування ґрунту чизельними робочими органами, яка об’єднує фізико-механічний, енергетичний і структурно-функціональний рівні взаємодії знаряддя з ґрунтом. В роботі запропоновано аналітичний зв’язок між критичною глибиною розпушування та інтенсивністю стохастичного марківського процесу подрібнення ґрунту через безрозмірний коефіцієнт відносної глибини і функцію частки корисної енергії. Отримана на цій основі залежність ступеня кришення ґрунту теоретично пояснює, чому раціональна робоча глибина перебуває в межах критичної глибини, а не наближається до максимально можливої і узгоджується з відомим експериментальним фактом зниження ступеня подрібнення ґрунту чизельними знаряддями при перевищенні раціональної глибини обробітку.
Посилання
1. Salo, V. & Leshchenko, S. (2015). Technical support of the processes of deep loosening of the soil. Propozytsiia: ukrainskyi zhurnal z pytan ahrobiznesu, 10, 122–124 [in Ukrainian].
2. 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, 44, 237–243 [in English].
3. Hukov Ya.S. (1999). Tillage of the soil. Technology and equipment. K., Nora-Prynt. [in Ukrainian].
4. Leshchenko, S.M., Salo, V.M., Petrenko, D.I., Vasylkovskyi, O.M., & Melnychenko, V. (2023). Research on the influence of deep tiller parameters and combination of operating parts on soil cultivation efficiency. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn, 53, 196–208. https://doi.org/10.32515/2414-3820.2023.53.196-208 [in Ukrainian]. DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2023.53.196-208
5. Godwin, R.J. (2007). A review of the effect of implement geometry on soil failure and implement forces. Soil & Tillage Research, 97(2), 331–340. https://doi.org/10.1016/j.still.2006.06.010. [in English]. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2006.06.010
6. Spoor, G. (2006). Alleviation of soil compaction: requirements, equipment and techniques. Soil Use and Management, 22(2), 113–122. https://doi.org/10.1111/j.1475-2743.2006.00015.x. [in English]. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1475-2743.2006.00015.x
7. Spoor, G. & Godwin, R.J. (1978). An experimental investigation into the deep loosening of soil by rigid tines. Journal of Agricultural Engineering Research, 23(3), 243–258. https://doi.org/10.1016/0021-8634(78)90099-9. [in English]. DOI: https://doi.org/10.1016/0021-8634(78)90099-9
8. Shevchenko I.A. (2016). Management of Agrophysical Condition of Soil Environment. K.: Vidavnichij dim «Vinichenko» [in Ukrainian].
9. McKyes, E. (1985). Soil Cutting and Tillage. Developments in Agricultural Engineering, Vol. 7. Amsterdam: Elsevier Science Publishers 218 рр. https://doi.org/10.1016/0167-1987(86)90470-8. [in English]. DOI: https://doi.org/10.1016/0167-1987(86)90470-8
10. Hettiaratchi, D.R.P. & Reece, A.R. (1967). Symmetrical three-dimensional soil failure. Journal of Terramechanics, 4(3), 45–67. https://doi.org/10.1016/0022-4898(67)90126-7. [in English]. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-4898(67)90126-7
11. Тryhuba А., Hutsol Т., Mudryk K., Nurek T., Golebiewski J., Lub P., Glowacki S., Sharybura А.О., Тryhuba І., Kucher О., Mykhailova L., Rud А. (2020). Planning of soil-based processes based on modeling. Monograph. Warszawa. (138 р.) [in Ukrainian].
12. Vetokhin, V. I., & Panov, A. I. (2013). Some trends in the development of working bodies designs for chisel-plow tillage. Tekhniko- tekhnologichni aspekty rozvytku ta vyprobuvannya novoyi tekhniky i tekhnologiy dlya sil's'koho hospodarstva Ukrayiny : Zbirnyk nauk. pr., 17(31), Book 1, 92-98. [in Ukrainian].
13. Godwin, R.J. & O'Dogherty, M.J. (2007). Integrated soil tillage force prediction models. Journal of Terramechanics, 44(1), 3–14. https://doi.org/10.1016/j.jterra.2006.01.001. [in English]. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jterra.2006.01.001
14. Stafford, J.V. (1979). The performance of a rigid tine in relation to soil properties and speed . Journal Of Agricultural Engineering Research. 24(1): P 41-56. [in English]. DOI: https://doi.org/10.1016/0021-8634(79)90059-3
15. Tong, J. & Moayad, B.Z. (2006). Effects of rake angle of chisel plough on soil cutting factors and power requirements: a computer simulation. Soil & Tillage Research, 88(1-2), 55–64. https://doi.org/10.1016/j.still.2005.04.007. [in English]. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2005.04.007
16. He, C., Guo, Y., Guo, X., & Sang, H. (2023). A mathematical model for predicting the draft force of shank-type tillage tine in a compacted sandy loam. Soil & Tillage Research, 228, 105642. https://doi.org/10.1016/j.still.2023.105642. [in English]. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2023.105642
17. Makange, N.R., Ji, C., Nyalala, I., Sunusi, I.I., & Opiyo, S. (2021). Prediction of precise subsoiling based on analytical method, discrete element simulation and experimental data from soil bin. Scientific Reports, 11, 11082. https://doi.org/10.1038/s41598-021-90682-w. [in English]. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-90682-w
18. Wang, X., Du, R., Geng, L., Zhou, H., & Ji, J. (2024). Performance evaluation of a cicada-inspired subsoiling tool using DEM simulations. Biomimetics, 9(1), 25. https://doi.org/10.3390/biomimetics9010025. [in English]. DOI: https://doi.org/10.3390/biomimetics9010025
19. Azizi, A., Gilandeh, Y. A., Mesri-Gundoshmian, T., Saleh-Bigdeli, A. A., & Moghaddam, H. A. (2020). Classification of soil aggregates: A novel approach based on deep learning. Soil and Tillage Research, 199, 104586. https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104586 [in English]. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104586
20. Leshchenko S.M., Salo V.M., Petrenko D.I. (2015). Experimental assessment of the quality of work of a combined chisel with additional horizontal and vertical deformers. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu silskoho hospodarstva imeni Petra Vasylenka, 156. Mekhanizatsiia silskoho hospodarstva, 25-34. [in Ukrainian].
21. Leshchenko S.M., Salo V.M., Petrenko D.I. (2018). Assessment of energy intensity of deep cultivation of soil by combined chisel deep tillers. Zbirnyk naukovykh prats Tsentralnoukrainskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia,31, 10–20. https://doi.org/10.32515/2409-9392.2018.31.10-20. [in Ukrainian]. DOI: https://doi.org/10.32515/2409-9392.2018.31.10-20
22. Leshchenko S.M., Salo V.M., Vasylkovskyi O.M., Petrenko D.I. (2022). Determination of parameters and efficiency of additional operating parts of deep tillers. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, 52, 108-117. DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2022.52.108-117 [in Ukrainian]. DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2022.52.108-117
23. Hukov Ya.S. (2000). Justification of some parameters of soil looseners. Mekhanizatsiia ta elektryfikatsiia silskoho hospodarstva, 83, 84-88. [in Ukrainian].
24. Korabelskyi V.I., Spirin A.V., Kovalova I.M. (2011). Development of a sickle-shaped rack of an asymmetric chisel. Zbirnyk naukovykh prats Vinnytskoho natsionalnoho ahrarnoho universytetu. Seriia: Tekhnichni nauky, 6, 72-75.URL: http://repository.vsau.org/getfile.php/3502.pdf [in Ukrainian].
25. Kovbasa, V.P. (2016). Mechanical and technological principles of interaction between working bodies and soil. Monograph. (298 p.). Kyiv. [in Ukrainian].
26. Kobets, A.S., Volyk, B.A., & Puhach, A.M. (2011). Soil cultivation machines: Theory, design, calculation. Monograph. (140 p.). Dnipropetrovsk :Svydler A.L. [in Ukrainian].
27. Bateman, H.P., Naik, M.P., & Yoerger, R.R. (1965). Energy required to pulverize soil at different degrees of compaction. Journal of Agricultural Engineering Research, 10(2), 132–141. https://doi.org/10.1016/0021-8634(65)90062-4. [in English]. DOI: https://doi.org/10.1016/0021-8634(65)90062-4
28. Muhsin, S.J. (2017). Determination of energy requirements, plowed soil volume rate and soil pulverization ratio of chisel plow under various operating conditions. Basrah Journal of Agricultural Sciences, 30(1), 73–84. https://doi.org/10.37077/25200860.2017.24. [in English]. DOI: https://doi.org/10.37077/25200860.2017.24
29. Askari, M. & Khalifahamzehghasem, S. (2013). Draft force inputs for primary and secondary tillage implements in a clay loam soil. World Applied Sciences Journal, 21(12), 1789–1794. [in English].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 С. М. Лещенко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
ISSN 
ISSN 
