ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ РІЗАННЯ ҐРУНТУ НАКОНЕЧНИКОМ З ДИНАМІЧНОЮ РІЖУЧОЮ КРОМКОЮ

М.О. Пристайло; М.М. Балака; А.Г. Поліщук; І.П.  Гонта

doi:10.34185/1562-9945-3-164-2026-04

Автор(и)

М.О. Пристайло https://orcid.org/0000-0003-3151-4680
М.М. Балака https://orcid.org/0000-0003-4142-9703
А.Г. Поліщук https://orcid.org/0000-0003-4808-9932
І.П. Гонта https://orcid.org/0009-0002-4441-8049

DOI:

https://doi.org/10.34185/1562-9945-3-164-2026-04

Ключові слова:

різання ґрунту, динамічна ріжуча кромка, пневмоакумулятор, сила різання, тиск, експеримент, коефіцієнт подібності, енергоефективність, модель

Анотація

У статті наведено результати експериментальних досліджень процесу різання ґрунту наконечником з динамічною ріжучою кромкою. Розглянуто актуальну задачу підвищення енергоефективності процесу різання шляхом використання пневмоакумулятора. Проблема полягає у недостатній точності існуючих теоретичних моделей, що зумовлює необхідність експериментального уточнення силових параметрів взаємодії робочого органу з ґрунтовим середовищем. Метою дослідження є експериментальне визначення сили різання та встановлення закономірностей її зміни залежно від тиску в пневмоакумуляторі. У роботі застосовано методи фізичного моделювання з використанням парафінового середовища, тензометричних вимірювань та математичної обробки результатів експерименту. Встановлено нелінійний характер залежності сили різання від тиску, який має U-подібну форму. Визначено оптимальний діапазон тиску, за якого досягається мінімальний опір різанню та забезпечується найбільш енергоефективний режим роботи системи. Порівняння експериментальних і теоретичних результатів показало їх узгодженість із похибкою до 11 %, що підтверджує адекватність запропонованої моделі. Отримані результати можуть бути використані при проєктуванні та оптимізації робочих органів машин.

Посилання

Masem, G. T., Smelser, R. E. & Rossmann, J. S. (2020). Continuum Mechanics for Engi-neers. 4th ed. Boca Raton. CRC Press. 450 p.

Shashenko, O. M., Shapoval, V. H., Hapieiev, S. M., Skobenko, O. V. & Khoziaikina, N. V. (2024). Mekhanika gruntiv [Soil mechanics]. Dnipro: NTU «Dniprovska politekhnika».339 p.

Look, B. G. (2022). Earthworks: Theory to Practice – Design and Construction. Boca Ra-ton. CRC Press. 590 p.

Khmara, L. A., Kravets, S. V., Skobliuk, M. P., Nikitin, V. H., Derevianchuk, M. I. & Su-poniev, V. M. (2014). Mashyny dlia zemlianykh robit [Machines for earthmoving]. Kharkiv: KhNADU. 546 p.

Prystailo, M., Balaka, M., Mozharivskyi, V., Drachuk, V. & Honta, I. (2024). Superposi-tion principle of impact on the working environment of actuating elements for site preparation machines. Bulletin of Kharkov National Automobile and Highway University, Vol. 1 No. 105, 61–67. URL: https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2024.105.1.61.

Rashkivskyi, V., Prystailo, M., Fedyshyn, B. & Balaka, M. (2025). Methods of conducting a bench-scale experimental study with a spatially oriented knife of a bulldozer blade. Interna-tional Science Journal of Engineering & Agriculture, 4(1), 79–92. URL: https://doi.org/10.46299/j.isjea.20250401.07.

Lukianchuk, O. P., Stepaniuk, B. I. & Forsiuk, S. L. (2024). Eksperymentalne doslidzhen-nia zminy zusyllia rizannia zalezhno vid umov rozrobky gruntu [Experimental study of the change in cutting effort depending on the conditions of soil development]. Visnyk Natsional-noho universytetu vodnoho hospodarstva ta pryrodokorystuvannia – Bulletin of the National University of Water Management and Natural Resources, Issue 2 (106), 3–12. URL: https://doi.org/10.31713/vt220241.

Prystailo, M. O., Balaka, M. M., Polishchuk, A. G., Kozak, A. A. & Honta, I. P. (2025). Optimization of soil cutting process by ripper tip with dynamic cutting edge. Strength of Ma-terials and Theory of Structures, Issue 115, 325–334. URL: https://doi.org/10.32347/2410-2547.2025.115.325-334.