DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.11(42).1.158-166
Justification of the Device to Reduce the Traction Resistance of the Plow
About the Authors
Yuri Machok, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: machokuv@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-5328-7859
Dmytro Artemenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: artemenkodyu@kntu.kr.ua, ORCID ID: 0000-0002-6633-0470
Volodymyr Amosov, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: v_vas_a@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-0154-2886
Dmytro Petrenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: petrenko.dimitriy@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-4565-9653
Abstract
Plowing remains an important process in agrotechnology, but also one of the most energy -intensive ones. The analysis of plow structures and research aimed at reducing the traction resistance of the arable unit, showed that a solution that could not provide a significant reduction in traction resistance with minimal operating costs has been proposed today. A promising direction for further improvement of the plow of the plow of the plow is the maximum reduction of friction of its five on the wall of the furrow.
Purpose: reducing the traction resistance of the plow housing for basic tillage by justifying its structural parameters.
A mathematical model has been developed for the theoretical determination of the basic parameters of the device to reduce the traction resistance of the plow body and the dependencies that affect the process of its operation and the specific force of pressure of the roller on the wall of the furrow are established. The graphic dependencies obtained are important for practical use.
It is proposed to install on the bracket in the back of the field board of the plow of the plow of the active element of rolling in the form of a barrel -shaped roller, which, rotating in the horizontal plane, provides contact with the furrow with it only in the zone of the maximum radius In the friction of rolling, and reduces the traction resistance of the plow body during plowing. The construction of the bracket and the roller itself contributes to its self -cleaning and elimination of moist soil on its working surface.
Based on the known soil and climatic conditions, the depth of plowing, the width of the grip of the plow and the force acting on the field board, you can determine the rational diameter of the roller. This will convert sliding into rolling friction and increase the reliability and reduce the energy consumption of the plowing process.
Keywords
plow housing, field board, load on the body, active element of the field board, reduction of traction resistance, reduction of friction forces
Full Text:
PDF
References
1. Brunotte, J., Sommer, K., & Gattermann, B. (2014). Architektur moderne Pflanzen. Amazonen-Werke H. Dreyer GmbH & Co. KG.
2. Leshchenko, S. M., Salo, V. M., & Petrenko, D. I. (2016). Influence of constructive and technological parameters of combined deep-rippers on soil cultivation. Designing, Manufacturing and Operating Agricultural Machines, 46, 78–87 [in Ukrainian].
3. Vozhehova, R. A. (Ed.). (2020). Development of intensive farming systems on irrigated lands of Ukraine: Scientific and technological support (Methodological recommendations). OLDI-PLUS [in Ukrainian].
4. Drobitko, A., Kachanova, T., Markova, N., & Malkina, V. (2024). Use of modern soil cultivation technologies to enhance corn quality. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 28(1), 19–28. https://doi.org/10.56407/bs.agrarian/1.2024.19 [in Ukrainian].
5. Chernilevskyi, M. S., Biliavskyi, Yu. A., & Kropyvnytskyi, R. B. (2012). Agro-technical requirements and evaluation of soil cultivation quality (2nd ed.). ZhNAU [in Ukrainian].
6. Voitiuk, D. H., et al. (2005). Agricultural machinery: Fundamentals of theory and calculation. Vyshcha Osvita.
7. Sysolin, P. V., Salo, V. M., & Kropivnyi, V. M. (2001). Agricultural machines: Theoretical fundamentals, design, engineering. Book 1: Machines for crop production. Urozhai [in Ukrainian].
8. Zaika, P. M. (2002). Theory of agricultural machines. Vol. 1, Part 1: Machines and implements for soil cultivation. Oko [in Ukrainian].
9. Yermakov, S. V., et al. (2023). Development and rationale for pneumatic vibration rippers application on plough bodies. Bulletin of Sumy National Agrarian University, Series “Mechanization and Automation of Production Processes,” 3(53), 26–31 [in Ukrainian].
10. Plowing aggregate (Patent No. 121013). (2020). Ukrainian Patent Office. https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=262849 [in Ukrainian].
11. Kutkovetska, T. O. (2021). Analysis of methods and means to reduce the load on the plowshare board of the moldboard plow. In Proceedings of the VII International Conference on Innovative Technologies in Cultivation, Storage and Processing of Horticulture and Crop Production (pp. 53–55). Uman [in Ukrainian].
12. Plow body (Patent No. 662032). (1979). Ukrainian Patent Office. Bulletin No. 18 [in Ukrainian].
13. Plow body (Patent No. 1160945). (1985). Ukrainian Patent Office. Bulletin No. 22 [in Ukrainian].
14. Kurka, V. P., et al. (2018). Development of plow designs in the XVIII–XXI centuries. NUBiP Ukraine, CP "Komprint" [in Ukrainian].
15. Nadykto, V. T. (2020). Testing of a plow with Tekron moldboards (Research Report). TDATU [in Ukrainian].
16. Bendera, I. M., et al. (2011). Design of agricultural machinery: A handbook for course projects in agricultural engineering for specialists in the field 6.100202 "Processes, machines, and equipment of agro-industrial production." FOP Sysyn O.V. [in Ukrainian].
17. Smolinskyi, S., Smolinska, A., & Marchenko, V. (2017). The plow body determines the effectiveness of plowing. Agroexpert, (1). https://agroexpert.ua/korpus-pluha-vyznachaie-efektyvnist-oranky [in Ukrainian].
18. Dubovyk, V. P., & Yuryk, I. I. (2006). Higher mathematics: Textbook. A.S.K. [in Ukrainian].
Citations
1. Brunotte J., Sommer K., Gattermann B. Architektur moderne Pflanzen. Amazonen-Werke H. Dreyer GmbH & Co. KG. Hasbergen, 2014. 188 p.
2. Лещенко С.М., Сало В.М., Петренко Д.І. Вплив конструктивно-технологічних параметрів комбінованого глибокорозпушувача на обробіток ґрунту. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: Загальнодерж. міжвідомч. наук.-техн. зб. 2016. Вип. 46. С. 78-87.
3. Розвиток інтенсивних систем землеробства на зрошуваних землях України: науково-технологічне забезпечення : метод. рекоменд. / за ред. Р.А. Вожегової. Херсон : «ОЛДІ-ПЛЮС», 2020. 254 с.
4. Використання сучасних технологій обробітку ґрунту для підвищення якості кукурудзи./ Дробітько А., Качанова Т., Маркова Н., Малкіна В. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science. 2024. Vol. 28, No. 1. P. 19-28. URL: https://doi.org/10.56407/bs.agrarian/1.2024.19
5. Чернілевський М.С., Білявський Ю.А., Кропивницький Р.Б. Агротехнічні вимоги та оцінка якості обробітку ґрунту : навч. посібник : вид. 2-ге, допов. Житомир : Вид-во «ЖНАУ», 2012. 84 с.
6. Сільськогосподарські машини. Основи теорії та розрахунку / Войтюк Д.Г. та ін. К.: Вища освіта, 2005. 464 с.
7. Сисолін П.В., Сало В.М., Кропівний В.М. Сільськогосподарські машини: теоретичні основи, конструкція, проектування. Київ : Урожай, 2001. Кн. 1 : Машини для рільництва. 384 с.
8. Заїка П.М. Теорія сільськогосподарських машин. Харків : Око, 2002. Т. 1; Ч. 1. Машини та знаряддя для обробітку ґрунту. 444 с.
9. Розробка і обґрунтування раціональності застосування на корпусах плуга пневморозпушувачів вібраційної дії / Єрмаков С.В. та ін. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія «Механізація та автоматизація виробничих процесів». 2023. Вип. 3 (53). С. 26-31.
10. Орний агрегат: пат. 121013 Україна: МПК A01B 15/20. № а201906157; заявл. 03.06.2019; опубл. 10.03.2020, Бюл. № 5.
11. Кутковецька Т.О. Аналіз способів і засобів зниження навантаження на польову дошку відвального плуга. Інноваційні технології вирощування, зберігання і переробки продукції садівництва та рослинництва : матер. VII міжнар. наук.-практ. online-конф. (27-28 тра. 2021 р., м. Умань). Умань, 2021. С. 53-55.
12. Корпус плуга: пат. 662032 Україна: МПК A01B 15/00. № 2322646/30-15; заявл. 11.02.1976; опубл. 15.05.1979, Бюл.№ 18.
13. Корпус плуга: пат. 1160945 Україна: МПК A01B 15/00. № 3598608/30-15; заявл. 30.05.1983; опубл. 15.06.1985, Бюл. № 22.
14. Розвиток конструкцій плуга у XVIII – XXI століттях : монографія / Курка В.П. та ін. Київ : НУБіП України, ЦП «Компринт», 2018. 250 с.
15. Випробування плуга з текроновими полицями : звіт про НДР. Відп. виконавець Надикто В.Т. Мелітополь : ТДАТУ, 2020. 31 с.
16. Проектування сільськогосподарських машин : навч. посібник для виконання курсових проектів з розробки сільськогосподарської техніки при підготовці фахівців напряму 6.100202 “Процеси, машини та обладнання агропромислового виробництва”. / Бендера І.М. та ін. Кам’янець-Подільський : ФОП Сисин О.В., 2011. 640 с.
17. Смолінський С., Смолінська А., Марченко В. Корпус плуга визначає ефективність оранки. Agroexpert. 2017. №1. URL: https://agroexpert.ua/korpus-pluha-vyznachaie-efektyvnist-oranky.
18. Дубовик В.П., Юрик І.І. Вища математика : навч. посібник. Київ : А.С.К., 2006. 648 с.
Copyright (c) 2025 Yuri Machok, Dmytro Artemenko, Volodymyr Amosov, Dmytro Petrenko
Justification of the Device to Reduce the Traction Resistance of the Plow
About the Authors
Yuri Machok, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: machokuv@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-5328-7859
Dmytro Artemenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: artemenkodyu@kntu.kr.ua, ORCID ID: 0000-0002-6633-0470
Volodymyr Amosov, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: v_vas_a@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-0154-2886
Dmytro Petrenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: petrenko.dimitriy@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-4565-9653
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Brunotte, J., Sommer, K., & Gattermann, B. (2014). Architektur moderne Pflanzen. Amazonen-Werke H. Dreyer GmbH & Co. KG.
2. Leshchenko, S. M., Salo, V. M., & Petrenko, D. I. (2016). Influence of constructive and technological parameters of combined deep-rippers on soil cultivation. Designing, Manufacturing and Operating Agricultural Machines, 46, 78–87 [in Ukrainian].
3. Vozhehova, R. A. (Ed.). (2020). Development of intensive farming systems on irrigated lands of Ukraine: Scientific and technological support (Methodological recommendations). OLDI-PLUS [in Ukrainian].
4. Drobitko, A., Kachanova, T., Markova, N., & Malkina, V. (2024). Use of modern soil cultivation technologies to enhance corn quality. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 28(1), 19–28. https://doi.org/10.56407/bs.agrarian/1.2024.19 [in Ukrainian].
5. Chernilevskyi, M. S., Biliavskyi, Yu. A., & Kropyvnytskyi, R. B. (2012). Agro-technical requirements and evaluation of soil cultivation quality (2nd ed.). ZhNAU [in Ukrainian].
6. Voitiuk, D. H., et al. (2005). Agricultural machinery: Fundamentals of theory and calculation. Vyshcha Osvita.
7. Sysolin, P. V., Salo, V. M., & Kropivnyi, V. M. (2001). Agricultural machines: Theoretical fundamentals, design, engineering. Book 1: Machines for crop production. Urozhai [in Ukrainian].
8. Zaika, P. M. (2002). Theory of agricultural machines. Vol. 1, Part 1: Machines and implements for soil cultivation. Oko [in Ukrainian].
9. Yermakov, S. V., et al. (2023). Development and rationale for pneumatic vibration rippers application on plough bodies. Bulletin of Sumy National Agrarian University, Series “Mechanization and Automation of Production Processes,” 3(53), 26–31 [in Ukrainian].
10. Plowing aggregate (Patent No. 121013). (2020). Ukrainian Patent Office. https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=262849 [in Ukrainian].
11. Kutkovetska, T. O. (2021). Analysis of methods and means to reduce the load on the plowshare board of the moldboard plow. In Proceedings of the VII International Conference on Innovative Technologies in Cultivation, Storage and Processing of Horticulture and Crop Production (pp. 53–55). Uman [in Ukrainian].
12. Plow body (Patent No. 662032). (1979). Ukrainian Patent Office. Bulletin No. 18 [in Ukrainian].
13. Plow body (Patent No. 1160945). (1985). Ukrainian Patent Office. Bulletin No. 22 [in Ukrainian].
14. Kurka, V. P., et al. (2018). Development of plow designs in the XVIII–XXI centuries. NUBiP Ukraine, CP "Komprint" [in Ukrainian].
15. Nadykto, V. T. (2020). Testing of a plow with Tekron moldboards (Research Report). TDATU [in Ukrainian].
16. Bendera, I. M., et al. (2011). Design of agricultural machinery: A handbook for course projects in agricultural engineering for specialists in the field 6.100202 "Processes, machines, and equipment of agro-industrial production." FOP Sysyn O.V. [in Ukrainian].
17. Smolinskyi, S., Smolinska, A., & Marchenko, V. (2017). The plow body determines the effectiveness of plowing. Agroexpert, (1). https://agroexpert.ua/korpus-pluha-vyznachaie-efektyvnist-oranky [in Ukrainian].
18. Dubovyk, V. P., & Yuryk, I. I. (2006). Higher mathematics: Textbook. A.S.K. [in Ukrainian].
Citations
1. Brunotte J., Sommer K., Gattermann B. Architektur moderne Pflanzen. Amazonen-Werke H. Dreyer GmbH & Co. KG. Hasbergen, 2014. 188 p.
2. Лещенко С.М., Сало В.М., Петренко Д.І. Вплив конструктивно-технологічних параметрів комбінованого глибокорозпушувача на обробіток ґрунту. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: Загальнодерж. міжвідомч. наук.-техн. зб. 2016. Вип. 46. С. 78-87.
3. Розвиток інтенсивних систем землеробства на зрошуваних землях України: науково-технологічне забезпечення : метод. рекоменд. / за ред. Р.А. Вожегової. Херсон : «ОЛДІ-ПЛЮС», 2020. 254 с.
4. Використання сучасних технологій обробітку ґрунту для підвищення якості кукурудзи./ Дробітько А., Качанова Т., Маркова Н., Малкіна В. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science. 2024. Vol. 28, No. 1. P. 19-28. URL: https://doi.org/10.56407/bs.agrarian/1.2024.19
5. Чернілевський М.С., Білявський Ю.А., Кропивницький Р.Б. Агротехнічні вимоги та оцінка якості обробітку ґрунту : навч. посібник : вид. 2-ге, допов. Житомир : Вид-во «ЖНАУ», 2012. 84 с.
6. Сільськогосподарські машини. Основи теорії та розрахунку / Войтюк Д.Г. та ін. К.: Вища освіта, 2005. 464 с.
7. Сисолін П.В., Сало В.М., Кропівний В.М. Сільськогосподарські машини: теоретичні основи, конструкція, проектування. Київ : Урожай, 2001. Кн. 1 : Машини для рільництва. 384 с.
8. Заїка П.М. Теорія сільськогосподарських машин. Харків : Око, 2002. Т. 1; Ч. 1. Машини та знаряддя для обробітку ґрунту. 444 с.
9. Розробка і обґрунтування раціональності застосування на корпусах плуга пневморозпушувачів вібраційної дії / Єрмаков С.В. та ін. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія «Механізація та автоматизація виробничих процесів». 2023. Вип. 3 (53). С. 26-31.
10. Орний агрегат: пат. 121013 Україна: МПК A01B 15/20. № а201906157; заявл. 03.06.2019; опубл. 10.03.2020, Бюл. № 5.
11. Кутковецька Т.О. Аналіз способів і засобів зниження навантаження на польову дошку відвального плуга. Інноваційні технології вирощування, зберігання і переробки продукції садівництва та рослинництва : матер. VII міжнар. наук.-практ. online-конф. (27-28 тра. 2021 р., м. Умань). Умань, 2021. С. 53-55.
12. Корпус плуга: пат. 662032 Україна: МПК A01B 15/00. № 2322646/30-15; заявл. 11.02.1976; опубл. 15.05.1979, Бюл.№ 18.
13. Корпус плуга: пат. 1160945 Україна: МПК A01B 15/00. № 3598608/30-15; заявл. 30.05.1983; опубл. 15.06.1985, Бюл. № 22.
14. Розвиток конструкцій плуга у XVIII – XXI століттях : монографія / Курка В.П. та ін. Київ : НУБіП України, ЦП «Компринт», 2018. 250 с.
15. Випробування плуга з текроновими полицями : звіт про НДР. Відп. виконавець Надикто В.Т. Мелітополь : ТДАТУ, 2020. 31 с.
16. Проектування сільськогосподарських машин : навч. посібник для виконання курсових проектів з розробки сільськогосподарської техніки при підготовці фахівців напряму 6.100202 “Процеси, машини та обладнання агропромислового виробництва”. / Бендера І.М. та ін. Кам’янець-Подільський : ФОП Сисин О.В., 2011. 640 с.
17. Смолінський С., Смолінська А., Марченко В. Корпус плуга визначає ефективність оранки. Agroexpert. 2017. №1. URL: https://agroexpert.ua/korpus-pluha-vyznachaie-efektyvnist-oranky.
18. Дубовик В.П., Юрик І.І. Вища математика : навч. посібник. Київ : А.С.К., 2006. 648 с.