METHOD OF MEASURING SPECIFIC PRESSURES OF TRACTOR WHEELS ON THE SOIL AND DETERMINATION OF ROLLING RESISTANCE COEFFICIENT
Authors: Калашников С.С. , Калашников С.Ф. , Раднаев Д.Н. , Петров В.А. 
Published: August 2024

В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства мобильные энергетические средства за счет многократного воздействия на почву приводят к переуплотнению почвы и снижению ее плодородия. При осуществлении основных технологических операций почва выступает в роли несущего основания для колес тракторов, оказывающих на нее высокое механическое воздействие. Увеличение удельного давления на почву ведет к разрешению ее структуры, накоплению уплотняющих деформаций, в результате чего нарушаются водный, воздушный, биохимический режимы, усиливается склонность к возникновению эрозийного разрушения, угнетается развитие почвенной микро- и макрофауны, снижается ее плодородие. Для проведения исследований, связанных с вопросом переуплотнения почвы, были спроектированы и изготовлены тензометрические мембраны, способные измерять давление колес трактора на почву. В работе предлагается измерение удельных давлений колес трактора класса 50 кН на почву при помощи тензометрических мембран, устанавливаемых непосредственно на шине колеса, а также предлагается метод определения коэффициента сопротивления качению тракторного колеса, который можно использовать одновременно с измерением удельного давления колеса на почву при помощи тензомембран. Предложенная методика, в отличие от существующих методик, исключает нарушение почвенного слоя перед проходом трактора, поэтому погрешность измерений удельных давлений значительно снижается. В результате проведенных полевых испытаний был получен образец осциллограммы, позволяющий определить такие показатели взаимодействия колеса с почвой, как максимальные удельные давления, длину и время контакта. Используя полученные в работе зависимости, можно подобрать оптимальное значение давления воздуха в шине с точки зрения минимальных затрат на качение. Например, для шины типа ФД-12 при качении по стерне это давление равно 0,11 МПа.

Under the intensification of agricultural production, mobile energy devices, due to repeated impact on soil, lead to soil overconsolidation and decrease of its fertility. During the performing of the main technological operations, soil acts as a bearing base for the wheels of tractors that have a high mechanical effect on it. The increase of the specific pressure on the soil leads to the destruction of its structure, the accumulation of compacting deformations, as the result of which the water, air, and biochemical regimes are disturbed, the tendency to erosive destruction increases, the development of soil micro- and macrofauna is inhibited, and its fertility decreases. To conduct research related to the issue of soil reconsolidation, strain-gauge membranes, capable of measuring the pressure of the tractor wheels on the soil, were designed and manufactured. The article provides the measurement of the specific pressure of tractor wheels of the class 50 kN on the soil using strain-gauge membranes installed directly on a tyre of a wheel, as well as the method for determining the coefficient of rolling resistance of the tractor wheel, which can be used simultaneously with the measurement of the specific pressure of the wheel on the soil using strain membranes. The proposed method, in contrast to existing methods, eliminates the violation of the soil layer before the passage of the tractor, so the measurement error of specific pressures is significantly reduced. As the result of the field tests, a sample of the oscillogram was obtained, which makes it possible to determine such indicators of the interaction of the wheel with the soil, such as maximum specific pressures, length and contact time. Using the dependences obtained in the work, it is possible to select the optimal value of the air pressure in the tyre in terms of the minimum efforts on rolling. For example, for a tyre of the FD-12 type, when rolling along the stubble, this pressure is 0.11 MPa.