Обоснование типа установки виброплиты в бункере машины для внесения удобрений

  • Sayakhat O. Nukeshev Казахский агротехнический исследовательский университет имени С.Сейфуллина
  • Khozhakeldi K. Tanbaev Кокшетауский университет имени Ш. Уалиханова
  • Aidar K. Moldazhanov Казахский национальный аграрный исследовательский университет
  • Anara T. Kabdulina Кокшетауский университет имени Ш. Уалиханова
Ключевые слова: амплитуда, бункер сеялки, колебания, удобрения, почва

Аннотация

Обоснование. Основными узлами сельскохозяйственных машин для подпочвенного внесения удобрений являются бункер и дозатор, которые обеспечивают равномерную подачу удобрений ко всем рабочим органам сеялки. В результате основных исследований был предложен бункер-дозатор с виброплитой, работающей в режиме вынужденных колебаний, а в данной работе театрально исследованы типы установки виброплиты на камеру. Основной целью исследования является определение более эффективного типа установки. Виброплита моделировалась как гибкий стержень с двумя фиксированными концами и одной степенью свободы, затем были исследованы амплитуды и частоты колебаний для 4 типов установки. Согласно теоретическим исследованиям, рациональной моделью крепления виброплиты является неподвижный стержень с двумя концами, закрепленными шарнирно.

Цель. Целью настоящего исследования является обоснование типа установки виброплиты в бункере машины для внесения удобрений.

Материалы и методы. На рисунке 1 представлена схема и экспериментальный пример предлагаемого бункера. Для моделирования схемы крепления торцов пластин AB на рисунке 3 предложены 4 способа крепления. В результате мы рассчитываем частоту для каждой цепи, сравниваем ее с реальной частотой и выбираем один из четырех способов крепления. В ходе исследования были рассчитаны частоты для каждого контура, сравнены с реальными частотами и выбран один из четырех способов крепления. Для решения описанной выше задачи в первом приближении колебания пластины AB моделируются как колебания упругой системы с одной степенью свободы, представленной на рисунке 4. Неизвестные параметры определяются граничными условиями.

Результаты. Эффективный тип установки виброплиты был определен путем моделирования ее как гибкой пластины, два конца которой закреплены с одной степенью свободы. Определены амплитуды и частоты колебаний для 4-х способов крепления плиты как колебаний упругой системы. При моделировании неподвижной вибрирующей пластины с двумя концами, представляющей собой одномерную непрерывную систему, получены амплитудные задачи и частотные уравнения собственных и вынужденных колебаний пластины. По результатам сделан вывод, что рациональной моделью вибрирующей пластины является неподвижная пластина с двумя шарнирно закрепленными концами. Удельная частота пластины примерно совпала с результатами расчета модели тела, определенной ранее.

Заключение.  Исследованные данные необходимы для дальнейшего анализа с использованием вычислительной гидродинамики (CFD) и метода дискретных элементов (DEM).

По результатам общего поиска следует отметить, что высевающий аппарат с предложенной компенсационной камерой обеспечивает неравномерность высева 4,37-6,63% и нестабильность высева 5-5,8%.

EDN: HHXWTK

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Sayakhat O. Nukeshev, Казахский агротехнический исследовательский университет имени С.Сейфуллина

доктор технических наук, профессор, академик АСХН РК

Khozhakeldi K. Tanbaev, Кокшетауский университет имени Ш. Уалиханова

доктор, доцент кафедры инженерных технологий и транспорта

Aidar K. Moldazhanov, Казахский национальный аграрный исследовательский университет

доктор, доцент, заведующий кафедрой «Энергетика и электротехника»

Anara T. Kabdulina, Кокшетауский университет имени Ш. Уалиханова

магистр экономических наук, старший преподаватель

Литература

Hidalgo, R. C., Lozano, C., Zuriguel, I., et al. (2013). Force analysis of clogging arches in a silo. Granular Matter, 15, 841–848. https://doi.org/10.1007/s10035-013-0451-7. EDN: https://elibrary.ru/RTXCMO

Nukeshev, S., Eskhozhin, D., Karaivanov, D., Eskhozhin, K., Balabekova, A., & Zhaksylykova, Z. (2017). Theoretical investigation of a conic helical loosener for fertilizer applying machine. Technical Gazette, 24(Suppl. 1), 79–84. https://doi.org/10.17559/TV-20141008204710. EDN: https://elibrary.ru/XMZAFN

Tanbayev, Kh., et al. (2023). Flat spray nozzle for intra soil application of liquid mineral fertilizers. Acta Technologica Agriculturae, 26(2), 65–71. https://doi.org/10.2478/ata-2023-0009. EDN: https://elibrary.ru/UBVHKD

Parretta, A., & Grillo, P. (2019). Flow dynamics of spherical grains through conical cardboard hoppers. Granular Matter, 21, 31. https://doi.org/10.1007/s10035-019-0884-8. EDN: https://elibrary.ru/WHOOVD

Hidalgo, R. C., Lozano, C., Zuriguel, I., et al. (2013). Force analysis of clogging arches in a silo. Granular Matter, 15, 841–848. https://doi.org/10.1007/s10035-013-0451-7. EDN: https://elibrary.ru/RTXCMO

Zuriguel, I., Parisi, D., Hidalgo, R., et al. (2014). Clogging transition of many particle systems flowing through bottlenecks. Scientific Reports, 4, 7324. https://doi.org/10.1038/srep07324

Zhang, S., Zeng, Z., Yuan, H., et al. (2024). Precursory arch like structures explain the clogging probability in a granular hopper flow. Communications Physics, 7, 202. https://doi.org/10.1038/s42005-024-01694-7. EDN: https://elibrary.ru/QCWZKM

Nukeshev, S., et al. (2019). Forced vibrations of the hopper of fertilizer applying machine. Mechanika, 24(6). https://doi.org/10.5755/j01.mech.24.6.22464. EDN: https://elibrary.ru/XWNCQY

Nukeshev, S., Mamyrbaeva, I., Yeskhozhin, K., Balabekova, A., & Zhaksylykova, Z. (2018). The results of theoretical studies of the vibrator compensating chamber of the dispenser of mineral fertilizers. Journal of Engineering and Applied Sciences, 13, 130–136. https://doi.org/10.3923/jeasci.2018.130.136. EDN: https://elibrary.ru/YBEMVN

Lozano, C., Lumay, G., Zuriguel, I., Hidalgo, R. C., & Garcimartín, A. (2012). Breaking arches with vibrations: the role of defects. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.068001

Lozano, C., et al. (2015). Stability of clogging arches in a silo submitted to vertical vibrations. Physical Review E, 91(6). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.91.062203

Popov, Y. G., & Chabutkin, E. K. (2020). Increasing efficiency of vibratory rollers through adjusting magnitude of disturbing force. In A. Radionov, O. Kravchenko, V. Guzeev, & Y. Rozhdestvenskiy (Eds.), Proceedings of the 5th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2019). Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22063-1_60. EDN: https://elibrary.ru/XOZZLO

Pugachev, V. V., Petko, V. G., Rakhimzhanova, I. A., Fomin, M. B., & Samosyuk, V. V. (2023). To the method for calculation of an electromagnetic vibrator. Agricultural Scientific Journal. https://doi.org/10.28983/asj.y2023i6pp128-135. EDN: https://elibrary.ru/OZICBS

Guerrero, B. V., Pugnaloni, L. A., Lozano, C., Zuriguel, I., & Garcimartín, A. (2018). Slow relaxation dynamics of clogs in a vibrated granular silo. Physical Review E, 97(4). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.97.042904

Bogomyagkikh, V. A., Trembich, V. P., & Pakhaylo, A. I. (1997). Justification of parameters and operating modes of arch breaking devices in bin dosing systems of agricultural machines and installations. Zernograd: Printing and Duplicating Group of the All Russian Research and Design Technological Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture. 122 pp. EDN: https://elibrary.ru/UVGZLL

Mirolyubov, I., Engalychev, S., Sergievsky, N., et al. (1985). Guide to solving problems in strength of materials (5th ed.). Moscow: Mir. 479 pp. (Translated from Russian by P. Gutierra Mora)

Список литературы

Hidalgo, R. C., Lozano, C., Zuriguel, I., et al. (2013). Force analysis of clogging arches in a silo. Granular Matter, 15, 841–848. https://doi.org/10.1007/s10035-013-0451-7. EDN: https://elibrary.ru/RTXCMO

Nukeshev, S., Eskhozhin, D., Karaivanov, D., Eskhozhin, K., Balabekova, A., & Zhaksylykova, Z. (2017). Theoretical investigation of a conic helical loosener for fertilizer applying machine. Technical Gazette, 24(Suppl. 1), 79–84. https://doi.org/10.17559/TV-20141008204710. EDN: https://elibrary.ru/XMZAFN

Tanbayev, Kh., et al. (2023). Flat spray nozzle for intra soil application of liquid mineral fertilizers. Acta Technologica Agriculturae, 26(2), 65–71. https://doi.org/10.2478/ata-2023-0009. EDN: https://elibrary.ru/UBVHKD

Parretta, A., & Grillo, P. (2019). Flow dynamics of spherical grains through conical cardboard hoppers. Granular Matter, 21, 31. https://doi.org/10.1007/s10035-019-0884-8. EDN: https://elibrary.ru/WHOOVD

Hidalgo, R. C., Lozano, C., Zuriguel, I., et al. (2013). Force analysis of clogging arches in a silo. Granular Matter, 15, 841–848. https://doi.org/10.1007/s10035-013-0451-7. EDN: https://elibrary.ru/RTXCMO

Zuriguel, I., Parisi, D., Hidalgo, R., et al. (2014). Clogging transition of many particle systems flowing through bottlenecks. Scientific Reports, 4, 7324. https://doi.org/10.1038/srep07324

Zhang, S., Zeng, Z., Yuan, H., et al. (2024). Precursory arch like structures explain the clogging probability in a granular hopper flow. Communications Physics, 7, 202. https://doi.org/10.1038/s42005-024-01694-7. EDN: https://elibrary.ru/QCWZKM

Nukeshev, S., et al. (2019). Forced vibrations of the hopper of fertilizer applying machine. Mechanika, 24(6). https://doi.org/10.5755/j01.mech.24.6.22464. EDN: https://elibrary.ru/XWNCQY

Nukeshev, S., Mamyrbaeva, I., Yeskhozhin, K., Balabekova, A., & Zhaksylykova, Z. (2018). The results of theoretical studies of the vibrator compensating chamber of the dispenser of mineral fertilizers. Journal of Engineering and Applied Sciences, 13, 130–136. https://doi.org/10.3923/jeasci.2018.130.136. EDN: https://elibrary.ru/YBEMVN

Lozano, C., Lumay, G., Zuriguel, I., Hidalgo, R. C., & Garcimartín, A. (2012). Breaking arches with vibrations: the role of defects. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.068001

Lozano, C., et al. (2015). Stability of clogging arches in a silo submitted to vertical vibrations. Physical Review E, 91(6). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.91.062203

Popov, Y. G., & Chabutkin, E. K. (2020). Increasing efficiency of vibratory rollers through adjusting magnitude of disturbing force. In A. Radionov, O. Kravchenko, V. Guzeev, & Y. Rozhdestvenskiy (Eds.), Proceedings of the 5th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2019). Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22063-1_60. EDN: https://elibrary.ru/XOZZLO

Pugachev, V. V., Petko, V. G., Rakhimzhanova, I. A., Fomin, M. B., & Samosyuk, V. V. (2023). To the method for calculation of an electromagnetic vibrator. Agricultural Scientific Journal. https://doi.org/10.28983/asj.y2023i6pp128-135. EDN: https://elibrary.ru/OZICBS

Guerrero, B. V., Pugnaloni, L. A., Lozano, C., Zuriguel, I., & Garcimartín, A. (2018). Slow relaxation dynamics of clogs in a vibrated granular silo. Physical Review E, 97(4). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.97.042904

Богомягких, В. А., Трембич, В. П., & Пахайло, А. И. (1997). Обоснование параметров и режимов работы сводоразрушающих устройств бункерных дозирующих систем сельскохозяйственных машин и установок (122 с.). Зерноград: Печатно множительная группа Всероссийского научно исследовательского и проектно технологического института механизации и электрификации сельского хозяйства. EDN: https://elibrary.ru/UVGZLL

Миролюбов, И., Енгалычев, С., Сергиевский, Н., и др. (1985). Пособие к решению задач по сопротивлению материалов (5 е изд., 479 с). Москва: Мир.


Опубликован
2025-12-30
Как цитировать
Nukeshev, S., Tanbaev, K., Moldazhanov, A., & Kabdulina, A. (2025). Обоснование типа установки виброплиты в бункере машины для внесения удобрений. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 17(6-2). https://doi.org/10.12731/2658-6649-2025-17-6-2-1578
Раздел
Статьи