Введение. Как показывают исследования в области функционирования средств малой механизации, а именно малогабаритных почвообрабатывающих фрез, фрезерных мотокультиваторов и мотоблоков в агрегате с тяговыми и приводными рабочими органами, одним из основных критериев, характеризующих высокую эффективность работы почвообрабатывающих агрегатов, является обеспечение их условий устойчивости [1, 2].Вопросы устойчивости движения самоходных малогабаритных машин при их агрегатировании с плугом или почвообрабатывающей фрезой представлены в работе [2]. При этом решение ряда вопросов было дано в общем виде, что не позволяет обеспечить комплексный подход при изучении вопроса устойчивости движения с учетом технологических режимов работы машины и конкретных почвенных условий. Более подробно устойчивость движения самоходных малогабаритных почвообрабатывающих фрез с ведущими колесами представлены в исследованиях [3, 4, 5]. Исследователями были получены условия обеспечивающие устойчивость движения машины при отсутствии буксования ведущих колес, самопроизвольного перекатывания и качания в продольно вертикальной плоскости. Однако данные условия получены с учетом специфики взаимодействия активных рабочих органов (АРО), имеющих горизонтальную ось вращения с почвой и заключающихся в подталкивающем и выглубляющем эффекте.Цель исследования: установление условия устойчивости и определение основных конструктивных параметров самоходной малогабаритной почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения активных рабочих органов при равномерном движении.Условия, материалы и методы исследований. Опираясь на ранее проведенные теоретические исследования устойчивости движения самоходных малогабаритных машин, предлагается анализ устойчивости движения самоходной малогабаритной почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения АРО.При выполнении технологического процесса обработки почвы, самоходная фреза перемещается за счет силы сцепления ведущих колес с почвой. При этом мощность двигателя расходуется на преодоление сопротивлений при перекатывании ведущих колес, при трении опорного полозка о почву и сопротивление резанию почвы на АРО, а также часть мощности теряется в трансмиссии [3, 4].Учитывая специфику особенностей функционирования самоходной малогабаритной почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения АРО, а именно его тягово-приводной характер работы, то условием, обеспечивающим его равномерное движение, будет, уравнение тягового баланса. Составим расчетную схему сил, действующих на почвообрабатывающею фрезу с вертикальной осью вращения АРО в продольно-вертикальной плоскости (рисунок 1).При перемещении по полю самоходной фрезы между ведущими колесами и почвой возникает сила тяги FTK, которая направлена на преодоление сил сопротивления перекатыванию ведущих колес FСK  и силы трения Ffп опорного полозка с почвой. Для управления фрезой оператор прикладывает к органам управления усилия Fр, в расчетах принимаем равное нулю. Кроме этого, при анализе устойчивого движения самоходной малогабаритной почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения АРО полагаем, что поверхность почвы ровная и горизонтальная.В процессе обработки почвы ножами роторов возникают силы Fy1(Fy2), Fx1(Fx2). На почвообрабатывающий агрегат так же действует сила тяжести Fgм , приложенная в центре тяжести (т. В), которую можно разложить на составляющие: на силу тяжести Fgк, приходящуюся на ходовые колеса (приложена в т. А) и на силу тяжести Fgф, приходящуюся на почвообрабатывающею фрезу  (приложена в т. С). Таким образом, опираясь на схему действующих сил (см. рисунок 1), составим уравнение устойчивости движения самоходной малогабаритной почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения АРО.Условие устойчивости по отсутствию буксования будет иметь вид:                                    (1) где FTK  – сила тяги на ведущих колесах, Н; FСK – сила сопротивления перекатыванию ведущих колес, Н; Ffп – сила трения опорного полозка с почвой, Н; Fx1(Fx2) – силы сопротивления резанию на ножах отдельного ротора, Н.Анализ и обсуждение результатов исследований. Для определения силы тяги на ведущих колесах воспользуемся рекомендациями [7], согласно которым силу FTK с достаточно высокой степенью точности можно определить по формуле:                        FTK=kcFgк,                            (2)где kс – коэффициент сцепления ведущих колес с почвой; Fgк  – сила тяжести машины на оси ведущих колес, Н.Учитывая весовые характеристики, а именно массу мотоблока и их компоновку силу  Fgк,  можно приложить к центру вращения ведущих колес (т. А) и представить в виде:                         Fgк=mмg,                              (3)где g – ускорение сводного падения, м/с2; g = 9,81 м/с2.Тогда с учетом (3) выражение (2) примет вид:                       FTK=kcmмg.                            (4)Природу силы сопротивления перекатыванию изучали многие исследователи [7, 8, 9, 10]. Она зависит от различных факторов, основными же являются свойства почвы (структура, механический состав, влажность, сопротивление сжатию и сдвигу, микрорельеф поверхности) и свойства ходового аппарата (у колесных машин – радиус качения, ширина профиля, тип протектора, давление воздуха в шине). Если свойства ходового аппарата стабильны по величине и их можно определить заранее, то свойства почвы имеют вероятностный характер, и их влияние на силу сопротивления перекатыванию в большинстве случаев можно определить только во время взаимодействия ходового аппарата с почвой. В силу этого можно утверждать, что и сила сопротивления перекатыванию будет иметь вероятностную составляющую. Силу сопротивления перекатыванию ведущих колес согласно рекомендациям [7, 8, 9] и схемы сил (см. рисунок 1) можно определить по формуле:                         FСK=μFgк,                            (5)где µ – коэффициент сопротивления качению ходовых колес.Для определения коэффициента µ согласно [10, 11, 12] рекомендуется применять формулу Гранвуане-Горячкина, которая имеет следующий вид:                        (6) где q– объемный коэффициент смятия почвы, Н/м3; bк– ширина обода колеса, контактирующего с почвой, м.Объемный коэффициент смятия почвы можно представить в виде [3]:              q = (0,044p+0,0038)109                  (7)Таким образом, после подстановки (6) в (5) с учетом (3),(7) и ряда преобразований получим:           (8) Силу  Ffп определим из рисунка 1, т.е.        (9) где f – коэффициент трения опорного полозка о почву; Fgф  – сила тяжести мотоблока, приходящаяся на фрезу, Н, Fy – заглубляющие силы на ножах отдельного ротора,H.Учитывая ограничения, накладываемые на оператора, работающего с мотоблоком [6] выразим значение силы Fgф  через максимально возможное усилие рабочего на органах управления [Fp]. Тогда исходя из схемы сил (см. рисунок 1) получим:                           (10) где [Fp] – максимально возможное усилие рабочего на органах управления, Н; l3 и l2 – расстояние между осью ведущих колес и точками приложения сил Fp и Fgф  соответственно, м. ,                    (11)  где n – количество роторов.После последовательной подстановки (10) и(11) в (9) получим:         (12) Силу сопротивления резания ножей ротора можно представить в виде:               (13) Таким образом, полученные зависимости (4), (8), (12) и (13) подставляем в (1) и получаем условие устойчивости самоходной малогабаритной почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения АРОв продольно-вертикальной плоскости при условии обеспечения ее равномерного движения в развернутом виде:(14) или: (15) Дальнейшие решение уравнения (15) относительно количества роторовn (рисунок 2) позволяет получить зависимости их оптимального количества в зависимости от конструктивных параметров фрезы, режимов работы и почвенных условий.Таким образом, полученные уравнения (15) и (16) характеризуют условие устойчивости самоходной малогабаритной почвообрабатывающих фрезы с вертикальной осью вращения АРО и количество роторов при условии ее равномерного движения и связывает между собою основные силовые факторы взаимодействия роторов при обработке почвы, режимы работы с весовыми характеристиками, конструктивными параметрами машины и почвенными условиями.Выводы. 1. Получено уравнение устойчивости самоходной малогабаритной почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения АРО продольно-вертикальной плоскости при условии ее равномерного движения.2. Получена зависимость оптимального количества роторов самоходной малогабаритной почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения АРО от конструктивных параметров машины и почвенных условий.