Voitik, Andrii; Uman National University of Horticulture Instytutska str., 1, Uman, Ukraine, 20305, Kravchenko, Vasyl; Uman National University of Horticulture Instytutska str., 1, Uman, Ukraine, 20305, Oliadnichuk, Ruslan; Uman National University of Horticulture Instytutska str., 1, Uman, Ukraine, 20305, Pushka, Olexandr; Uman National University of Horticulture Instytutska str., 1, Uman, Ukraine, 20305, Kiurchev, Serhii; Dmytro Motornyi Tavria State Agrotechnological University B. Khmelnytskoho ave., 18, Melitopol, Ukraine, 72310, Ivanov, Oleg; Poltava State Agrarian Academy H. Skovorody str., 1/3, Poltava, Ukraine, 36003, Kharak, Ruslan; Poltava State Agrarian Academy H. Skovorody str., 1/3, Poltava, Ukraine, 36003, Nazarenko, Oleksii; LLC «TD Agrotime» Shakhovyi proizd str., 47, Dnipro, Ukraine, 49094, Voitik, Andrii; Uman National University of Horticulture Instytutska str., 1, Uman, Ukraine, 20305, Kravchenko, Vasyl; Uman National University of Horticulture Instytutska str., 1, Uman, Ukraine, 20305, Oliadnichuk, Ruslan; Uman National University of Horticulture Instytutska str., 1, Uman, Ukraine, 20305, Pushka, Olexandr; Uman National University of Horticulture Instytutska str., 1, Uman, Ukraine, 20305, Kiurchev, Serhii; Dmytro Motornyi Tavria State Agrotechnological University B. Khmelnytskoho ave., 18, Melitopol, Ukraine, 72310, Ivanov, Oleg; Poltava State Agrarian Academy H. Skovorody str., 1/3, Poltava, Ukraine, 36003, Kharak, Ruslan; Poltava State Agrarian Academy H. Skovorody str., 1/3, Poltava, Ukraine, 36003, and Nazarenko, Oleksii; LLC «TD Agrotime» Shakhovyi proizd str., 47, Dnipro, Ukraine, 49094
The paper addresses the operation of a cylindrical brush with elastic rods of bristles at the disclosure of the root system of maternal plants. It has been established that the basic components of the resistance force in the operation of a given brush is the sum of resistances caused by the soil viscosity force, the static resistance of loose particles of soil and the resistance force at removing soil particles. Based on the minimization of costs of energy, the optimal kinematical parameters have been defined for the brush with a vertical rotation axis. The value for the total resistance force is largely affected by the angular speed of the brush. In addition to the resistance force, the rods of the brush bristles are exposed to the normal reaction from the soil base. By deriving the resultant of these two forces using a method of the Legendre elliptic integrals, we have established the optimal dimensional parameters for the rods of bristles made of polypropylene. A given method has made it possible to take into consideration their significant, compared with the rods’ length, deformations as a result of their bending. The rods’ length has been determined to be the maximally possible one to ensure the conditions for the removal of soil from a swath that covers the root system of maternal plants of clonal rootstock. In addition, the influence of the friction force during brush operation has been investigated. This implies friction among soil particles and against the surface of the bristle rods. It was determined that the forces of friction, as well as the normal reaction of soil, have little effect on the operation of a cylindrical brush while opening the root system of maternal plants. This is due to the lack of a solid foundation when a bristle rod is at work, which in turn makes it possible to arrange the bristle rods one by one at the surface of the brush. The absence of necessity in the considerable relative stiffness makes it possible for the bristle rods to re, Рассмотрены вопросы работы цилиндрической щетки с гибкими прутьями ворса при раскрытии корневой системы маточных растений. Установлено, что основными составляющими силы сопротивления при работе данной щетки является сумма сопротивлений, вызванных силой вязкости грунта, силой статического сопротивления сыпучих частиц почвы и силой сопротивления отбрасывания частиц почвы. Исходя из минимизации затрат энергии определены оптимальные кинематические параметры щетки с вертикальной осью вращения. Большое влияние на значение общей силы сопротивления имеет угловая скорость щетки. Кроме силы сопротивления на прутки ворса щетки действует нормальная реакция грунтового основания. Найдя результирующую двух сил с помощью метода эллиптических интегралов Лежандра установлены оптимальные размерные параметры прутков ворса, изготовленных из полипропилена. Данный метод позволил учесть значительные, по сравнению с длиной прутков, их деформации в результате их сгиба. Длина прутков определена как максимально возможная для обеспечения условия удаления грунта с валка, покрывающего корневую систему маточных растений клоновых подвоев. Также исследовано влияние силы трения во время работы щетки. Это трение частиц почвы между собой и по поверхности прутков ворса. Определено, что силы трения, как и нормальная реакция почвы, мало влияют на работу цилиндрической щетки при раскрытии корневой системы маточных растений. Это объясняется отсутствием твердой основы при работе прутка ворса, что в свою очередь позволяет размещать прутки ворса по одному на поверхности щетки. Отсутствие потребности в значительной относительной жесткости позволяет пруткам ворса удалять почву из валка минимизируя при этом повреждения растений. С помощью эллиптических интегралов Лежандра второго рода исследовано прогиб прутков ворса цилиндрической щетки при раскрытии корневой системы маточных растений. Величина прогиба прутка в процессе работы влияет на полноту удаления ним частиц почвы. При увеличении прогиба меняется угол межд, Розглянуто питання роботи циліндричної щітки з гнучкими прутками ворсу при розкритті кореневої системи маточних рослин. Встановлено, що основними складовими сили опору при роботі даної щітки є сума опорів, що спричинені силою в’язкості ґрунту, силою статичного опору сипучих частинок ґрунту та силою опору відкидання частинок ґрунту. Виходячи з мінімізації затрат енергії визначено оптимальні кінематичні параметри щітки з вертикальною віссю обертання. Великий влив на значення загальної сили опору має кутова швидкість щітки. Крім сили опору на прутки ворсу щітки діє нормальна реакція ґрунтової основи. Знайшовши результуючу цих двох сил за допомогою методу еліптичних інтегралів Лежандра встановлено оптимальні розмірні параметри прутків ворсу, що виготовлені з поліпропілену. Даний метод дозволив врахувати значні, у порівнянні з довжиною прутків, їх деформації в результаті їх згину. Довжина прутків визначена як максимально можлива для забезпечення умови видалення ґрунту з валка, що вкриває кореневу систему маточних рослин клонових підщеп. Також досліджено вплив сили тертя під час роботи щітки. Це тертя частинок ґрунту між собою та по поверхні прутків ворсу. Визначено, що сили тертя, як і нормальна реакція ґрунту, мало впливають на роботу циліндричної щітки при розкритті кореневої системи маточних рослин. Це пояснюється відсутністю твердої основи при роботі прутка ворсу, що в свою чергу дозволяє розміщувати прутки ворсу по одному на поверхні щітки. Відсутність потреби у значній відносній жорсткості дозволяє пруткам ворсу видаляти ґрунт з валка мінімізуючи при цьому пошкодження рослин. За допомогою еліптичних інтегралів Лежандра другого роду досліджено прогин прутків ворсу циліндричної щітки при розкритті кореневої системи маточних рослин. Величина прогину прутка в процесі роботи впливає на повноту видалення ним частинок ґрунту. При збільшення прогину змінюється кут між робочою гранню прутка ворсу і поверхнею ґрунту. Це призводить до зменшення видалення частинок і збільшення