сотрудник
Россия
сотрудник
Коломна, Россия
сотрудник с 01.01.2025 по настоящее время
Луховицы, г. Москва и Московская область, Россия
УДК 531.3 Динамика. Кинетика
Статья посвящена решению актуальной проблемы эксплуатации широкозахватных дождевальных машин кругового действия – интенсивному колееобразованию и росту энергозатрат при движении последних тележек по переувлажненной почве. Целью исследования является разработка и верификация комплексной реологической модели, позволяющей прогнозировать формирование колеи и оптимизировать параметры ходовых систем для минимизации негативного воздействия на грунт. В качестве основного метода использован реологический подход, рассматривающий почву как нелинейную упруго-вязко-пластичную среду. Разработанная трехпараметрическая модель учитывает многократные проходы движителей, реологические свойства грунта, геометрию пневматических колес и жестких уширителей. Модель описывает процесс колеобразования через систему уравнений, включающих определение приведенного диаметра колеса, длины пятна контакта и глубины колеи на каждом проходе, а также силы сопротивления качению. Верификация модели проведена на примере дождевальных машин «Кубань-ЛК1» и «Фрегат». Расчетная глубина колеи для базовой пневмошины 18,4R24 после 5-го прохода составила 0,231 м, что практически полностью совпало с экспериментальными данными (0,230 м), подтвердив высокую достоверность модели. Сравнительный анализ трех конфигураций ходовой системы показал, что наиболее эффективным решением является оснащение концевых тележек базовыми шинами 18,4R24 с жесткими уширителями. Данная конфигурация обеспечивает снижение глубины колеи на 37,4% (до 0,132 м) и силы сопротивления качению на 34,8% по сравнению с базовым вариантом. Установлено, что оптимальный эффект достигается при соотношении радиусов уширителя и пневмоколеса в диапазоне r/R=0,7-0,8, что обеспечивает вступление уширителя в работу на 3…4 проходе и эффективную стабилизацию колеи. Разработанная модель служит инструментом для обоснования параметров ходовых систем, позволяя значительно повысить эксплуатационную надежность дождевальной техники, снизить энергозатраты и минимизировать деградацию почвы.
широкозахватная дождевальная машина; колееобразование; реологическая модель; движитель; пневматическая шина; жесткий уширитель; сила сопротивления качению; переувлажненная почва; вязко-упруго-пластичная среда; оптимизация ходовой системы; Кубань-ЛК1; Фрегат; многократные проходы; несущая способность почвы; энергетические затраты
1. Агейкин Я. С. «Вездеходные колесные и комбинированные движители». М., «Машиностроение», 1972, 184 стр.
2. Анализ зарубежных разработок по повышению проходимости многоопорных дождевальных машин / А. И. Рязанцев, А. О. Антипов, Е. Ю. Евсеев, А. А. Ахтямов // Вестник Государственного социально-гуманитарного университета. – 2019. – № 3(35). – С. 57-62. – EDN DFJRQI.
3. Андреева, Е. В. Повышение тягово-сцепных свойств ходовых систем широкозахватных дождевальных машин кругового действия "Фрегат" / Е. В. Андреева // Инженерно-техническое обеспечение АПК. Реферативный журнал. – 2010. – № 4. – С. 1056. – EDN MWIGPB.
4. Вольская, Н. С. Разработка методов расчета опорно-тяговых характеристик колесных машин по заданным дорожно-грунтовым условиям в районах эксплуатации : специальность 05.05.03 "Колесные и гусеничные машины" : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Вольская Наталья Станиславовна. – Москва, 2008. – 32 с. – EDN NKKNPN.
5. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов: Учеб. пособие для строительных вузов. – М.: Высшая школа, 1978. – 447 с., ил.
6. Гуськов, А. В. Тягово-сцепные свойства и проходимость колесных машин по грунтам со слабой несущей способностью / А. В. Гуськов // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия B: Прикладные науки. Промышленность. – 2008. – № 2. – С. 7-15. – EDN UYZXSJ.
7. Журавлева, Л. А. Снижение воздействия ходовых систем дождевальных машин на почву / Л. А. Журавлева // Аграрный научный журнал. – 2020. – № 5. – С. 82-87. – DOIhttps://doi.org/10.28983/asj.y2020i5pp82-87. – EDN ZMJYFU.
8. Математическая модель колеобразования в почвогрунтах под воздействием лесных машин / С. М. Базаров, И. А. Барашков, А. И. Никифорова, А. М. Хахина // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. – 2012. – № 198. – С. 86-95. – EDN REJXUL.
9. Некоторые пути снижения сопротивления качению многоопорных электрифицированных дождевальных машин / А. И. Смирнов, А. И. Рязанцев, Е. Ю. Евсеев [и др.] // Развитие научно-ресурсного потенциала аграрного производства: приоритеты и технологии : Материалы I Национальной научно-практической конференции с международным участием, посвященной памяти доктора технических наук, профессора Николая Владимировича Бышова, Рязань, 23 ноября 2021 года. Том Часть I. – Рязань: Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева, 2021. – С. 271-274. – EDN DOOSJR.
10. Обоснование требований на ходовые системы многоопорных дождевальных машин / А. И. Рязанцев, С. С. Турапин, С. А. Шленов [и др.] // Вестник мелиоративной науки. – 2020. – № 3. – С. 47-52. – EDN YUOWIU.
11. Оценка параметров ходовой системы "Кубань-ЛК1" при заравнивании колеи / А. И. Рязанцев, А. Н. Зазуля, Е. Ю. Евсеев [и др.] // Наука в центральной России. – 2023. – № 1(61). – С. 116-123. – DOIhttps://doi.org/10.35887/2305-2538-2023-1-116-123. – EDN QERBKM.
12. Патент № 2782270 C2 Российская Федерация, МПК A01G 25/09, B60B 15/26. многоопорная дождевальная машина кругового действия : № 2020142412 : заявл. 21.12.2020 : опубл. 25.10.2022 / А. И. Рязанцев, С. С. Турапин, А. О. Антипов [и др.] ; заявитель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга". – EDN OGLVIQ.
13. Патент на полезную модель № 183135 U1 Российская Федерация, МПК A01G 25/09. Многоопорная дождевальная машина кругового действия : № 2018116248 : заявл. 28.04.2018 : опубл. 12.09.2018 / А. И. Рязанцев, Г. К. Рембалович, А. О. Антипов [и др.] ; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева" (ФГБОУ ВО РГАТУ). – EDN OOCXTS.
14. Патент на полезную модель № 217249 U1 Российская Федерация, МПК A01G 25/09, B62D 57/02. Ходовая система многоопорной дождевальной машины : № 2023102306 : заявл. 02.02.2023 : опубл. 23.03.2023 / А. И. Рязанцев, С. С. Турапин, Е. Ю. Евсеев [и др.] ; заявитель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга". – EDN CKZDFE.
15. Повышение надежности движения дождевальной машины "Кубань - ЛК1" / А. И. Рязанцев, Е. Ю. Евсеев, О. В. Антипов, А. О. Антипов // Вестник мелиоративной науки. – 2020. – № 2. – С. 35-38. – EDN WFVFBH.
16. Повышение опорных свойств многоопорной машины "Кубань-ЛК1" / А. И. Рязанцев, А. Н. Зазуля, Е. Ю. Евсеев [и др.] // Наука в центральной России. – 2022. – № 6(60). – С. 35-41. – DOIhttps://doi.org/10.35887/2305-2538-2022-6-35-41. – EDN AFIZJD.
17. Рязанцев, А. И. Повышение эксплуатационных показателей транспортных систем многоопорных машин : учебное пособие для студентов вузов по направлению 23.03.03 "Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов", профиль "Автомобильный сервис" / А. И. Рязанцев, А. О. Антипов, Е. А. Смирнова. – Коломна : Государственное образовательное учреждение высшего образования Московской области "Государственный социально-гуманитарный университет", 2018. – 246 с. – ISBN 978-5-98492-365-1. – EDN UPCUNE.
18. Технологические особенности полива и показатели оценки эффективности ходовой системы дождевальной машины "Кубань-ЛК1" / А. И. Рязанцев, А. О. Антипов, А. И. Смирнов [и др.] // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. – 2019. – № 4(44). – С. 110-113. – DOIhttps://doi.org/10.36508/RSATU.2019.10.48.019. – EDN ATAGWG.
19. Ходовые системы широкозахватных дождевальных машин / Л. А. Журавлева, О. М. Кузина, М. В. Карпов [и др.]. – Москва : Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. Тимирязева, 2023. – 150 с. – ISBN 978-5-00207-258-3. – EDN KUQKSQ.
20. Reducing Energy Costs in Sprinkler Machine Operation / A. Ryazantsev, A. Smirnov, E. Evseev [et al.] // Innovations in Sustainable Agricultural Systems, Agriculture 4.0 and Precision Agriculture. Volume 1 : Conference Proceedings, Stavropol, Russia Samarkand, Uzbekistan, 05–06 марта 2025 года. – Cham, Switzerland: Springer Nature Switzerland AG, 2026. – P. 59-68. – DOIhttps://doi.org/10.1007/978-3-031-94098-9_5. – EDN WLMHUJ.
