Modeling the operation of a screw L-shaped knife of a tiller


Cite item

Full Text

Abstract

During the operation, standard L-shaped knives are exposed to various loads. The shape of the L-shaped knife blades does not meet the requirement of performing sliding cutting, which leads to an increase in the energy intensity of milling the soil. To ensure optimal cutting conditions without weed-covering and knife blocking, it is necessary that in any section of the blade (in the plane of rotation) the angle of its setting у (cutting) is constant. Therefore, the blade of the knife should be made on a screw line, which will ensure its smooth entry and sliding cutting when moving in the soil. The purpose of the study is to improve the quality and reduce the energy consumption of soil cultivation by selecting a rational angle for installing the blade and optimizing the parameters of the screwed L-shaped cutter blades. To study the work and the loading process of the screw L-shaped cutter knife, the finite element method was used from the APM FEM application library of the KOMPAS-3D system. The design of the knife was broken into elements to show their movements and deformations through the displacements of the boundary points (knots) of the element, then the nodal displacements, deformations and stresses were determined. In the course of the study, the dependence of the values of linear displacements and stress values was studied depending on the angle of installation of the knife blade (у = 35° ... 60°). The results of the study showed that as the angle of the blade was increased to у = 60 °, the total linear displacements decreased by 18 % reaching 0,6978 mm, compared to у = 35 ° (0,8455 mm) at a maximum load of 2000 N. The knife with an installation angle у = 60° has safety factor values higher than a knife with у = 35° for all load stages (500, 1000, 1500 and 2000 N). The screw knife with a large installation angle is most suitable for milling soil with slip, which is typical for sod processing. As a result of the research it was proposed to use knives with a screw working surface for milling the soil with high quality.

About the authors

S. B Dranyaev

N.P.Ogarev Mordovia State University

Email: s.dranyaev2010@yandex.ru

M. N Chatkin

N.P.Ogarev Mordovia State University

Email: s.dranyaev2010@yandex.ru
DSc in Engineering

S. M Koryavin

N.P.Ogarev Mordovia State University

Email: s.dranyaev2010@yandex.ru

References

  1. Чаткин М. Н. Кинематика и динамика ротационных почвообрабатывающих рабочих органов с винтовыми элементами. Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 2007. 398 с.
  2. Драняев С.Б., Чаткин М.Н., Корявин С.М., Ломакина К.В. Обоснование параметров и формы активных рабочих органов двойного действия почвообрабатывающих фрез // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти д.т.н., профессора Ф.Х. Бурум-кулова. Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 2016. С. 335-340.
  3. Драняев С.Б., Чаткин М.Н., Овчинников В.А. Характеристика рабочих органов с винтовой поверхностью фрезерных почвообрабатывающих машин // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции: материалы Х Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти проф. С.А. Лапшина, Саранск, 17-18 апр. 2014 г. Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 2014. С. 308-313.
  4. Драняев С.Б., Чаткин М.Н., Лещанкин А.И., Купряшкин В.Ф. Нож почвообрабатывающей фрезы: патент на полезную модель № 93199, Российская Федерация. Опубликовано 27.04.2010. Бюл. № 12.
  5. Драняев С.Б., Чаткин М.Н., Овчинников В.А. Вопросы проектирования ножей почвообрабатывающих фрез с условием скользящего резания // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: межвуз. сб. науч. тр. Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 2013. С. 22-25.
  6. Фокин В.Г. Метод конечных элементов в механике деформируемого твердого тела. Самара: Самарский гос. техн. ун-т, 2010. 131 с.
  7. Лещанкин А.И. Теоретические основы ротационных почвообрабатывающих рабочих органов с винтовыми поверхностями. Саратов: изд-во Саратовского ун-та, 1986. 208 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2017 Dranyaev S.B., Chatkin M.N., Koryavin S.M.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».