Deformation of the ribs and crumpling of the soil layer cross-section during its rotation in its own furrow

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

In the process of its turnover, the soil layer undergoes complex deformations, under the influence of which it crumples and collapses. The identification of the nature and magnitude of deformations of the soil layer during turnover allows the design of plough surfaces with the most rational structural and technological parameters. A promising method of soil treatment, providing a cohesive leveled surface of arable land, is to wrap the soil layer by 180 °C into its own furrow. The technology of plowing with the turnover of the formation into its own furrow makes it possible to ensure the destruction of the formation along the lines of the least soil connections. The purpose of the work is to quantify the deformation changes of the soil layer during its rotation in its own furrow. Deformations of the ribs and crumpling of the cross-section of the formation are studied depending on its parameters and the intensity of twisting during rotation. The amount of crumpling of the soil layer has been estimated depending on its dimensional characteristics. Theoretical and experimental studies of the turnover of the soil stratum into its own furrow have made it possible to detect new deformation phenomena that occur during its purposeful movement and to establish patterns of influence of the geometric parameters of the stratum on the deformation of the ribs and the crumpling of the cross section. As a result of optimizing the formation parameters, it is possible to select an option when the soil will collapse mainly under the influence of tensile deformations, which is beneficial from an energy point of view.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Yu. S. Tsench

VIM Federal Scientific Agroengineering Center

Author for correspondence.
Email: vimasp@mail.ru

доктор технических наук

Russian Federation, 5, 1st Institutsky Dr., Moscow, 109428

Ya. P. Lobachevsky

VIM Federal Scientific Agroengineering Center

Email: vimasp@mail.ru

доктор технических наук, академик РАН

Russian Federation, 5, 1st Institutsky Dr., Moscow, 109428

V. V. Sharov

VIM Federal Scientific Agroengineering Center

Email: vimasp@mail.ru

кандидат технических наук

Russian Federation, 5, 1st Institutsky Dr., Moscow, 109428

N. V. Aldoshin

VIM Federal Scientific Agroengineering Center

Email: vimasp@mail.ru

доктор технических наук

Russian Federation, 5, 1st Institutsky Dr., Moscow, 109428

References

  1. Лобачевский Я. П., Ценч Ю. С. Принципы формирования систем машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации технологических процессов в растениеводстве // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16. № 4. С. 4–10.
  2. Агрономические основы инженерного обеспечения биологизации земледелия / В. М. Косолапов, А. С. Цыгуткин, Н. В. Алдошин и др. // Кормопроизводство. 2022. № 3. С. 41–47.
  3. Бейлис В. М., Ценч Ю. С. Методологические аспекты стандартизации машинных технологий производства продукции растениеводства // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2019. № 1(34). С. 61–67.
  4. Технические системы цифрового контроля качества обработки почвы / С. И. Старовойтов, Ю. С. Ценч, В. М. Коротченя и др. // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. № 1. С. 16–21.
  5. Justification of the soil dem-model parameters for predicting the plow body resistance forces during plowing / S. G. Mudarisov, Ya. P. Lobachevsky, I. M. Farkhutdinov, et al. // Journal of Terramechanics. 2023. Vol. 109. P. 37–44.
  6. Развитие технологий полосной энергоресурсосберегающей обработки почвы / Б. Х. Ахалая, Ю. Х. Шогенов, Ю. С. Ценч и др. // Технический сервис машин. 2018. Т. 132. С. 232–237.
  7. О синтезе роботизированного сельскохозяйственного мобильного агрегата / А. Ю. Измайлов, Я. П. Лобачевский, Ю. С. Ценч и др. // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2019. № 4. С. 63–68.
  8. Сакун В. А., Лобачевский Я. П., Сизов О. А. Современный этап и пути дальнейшего развития пахотных агрегатов // Техника в сельском хозяйстве. 1991. № 3. С. 9–12.
  9. Шаров В. В. Оборот пласта без поперечного и продольного смещения (кинематика) // Совершенствование рабочих органов почвообрабатывающих и уборочных машин: сборник научных трудов. М.: МИИСП, 1986.
  10. Лобачевский Я. П. Разработка технологических основ создания фронтальных плугов для гладкой вспашки. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М, 1987. 245 с.
  11. Теоретические аспекты оборота пласта в габаритах собственной борозды / Я. П. Лобачевский, В. В. Шаров, Н. В. Алдошин и др. // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2024. Т. 18. № 4. С. 4–9.
  12. Ценч Ю. С., Шаров В. В., Миронова А. В. Обоснование длины отвала плужного корпуса винтового типа // Технический сервис машин. 2024. Т. 62. № 4. С. 123–129.
  13. Миронова А. В. Технологические и физико-механические свойства задерненных почв // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16. № 1. С. 63–68.
  14. Технология восстановления целинных и залежных земель / А. В. Миронова, И. В. Лискин, А. И. Панов // Технический сервис машин. 2020. № 2 (139). С. 111–121.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Scheme of theoretical formation turnover into its own furrow: АВСД - initial position of the formation cross-section, AꞌВꞌСꞌДꞌ - position of the formation cross-section at 90° turnover, А "В "С "Д" - position of the formation cross-section at 180° turnover. ZXY - axes of the rectangular coordinate system. S - distance at which the formation cross-section is rotated by 180°.

Download (89KB)
3. Fig. 2. Dependences of deformations of the A-Aꞌ-A" edge of the theoretical reservoir on the reservoir stability coefficient k at different values of μ in the range from 0 to 90°.

Download (129KB)
4. Fig. 3. Dependences of deformations of edges А-Aꞌ-А", В-Вꞌ-В", С-Сꞌ-С" and Д-Дꞌ-Д" of the theoretical reservoir on its geometrical parameters in the interval from 0 to 90°.

Download (137KB)
5. Fig. 4. Deformations of ribs А-Aꞌ-А", В-Вꞌ-В", С-Сꞌ-С", Д-Дꞌ-Д" of a theoretical reservoir during its 180° rotation into its own furrow: a - reservoir thickness, b - reservoir width, L - initial length of the reservoir, S - distance at which a complete turnover of the reservoir occurs, ΔL - longitudinal displacement of the reservoir cross-section, E - deformation of the reservoir ribs.

Download (144KB)
6. Fig. 5. Places of buckling (shaded) of the cross section of a × b layer in the process of turnover: АВСД - cross section of the layer, O - centre of the cross section of the layer, points K and F - places of intersection of a circle (with the centre in point O) with radius b / 2 with the face of the cross section of the BC layer.

Download (93KB)
7. Fig. 6. Variation of formation cross-section buckling δ depending on the value of formation stability coefficient k.

Download (88KB)

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences