Сельскохозяйственные машины

ЗАДАНИЕ №1

Технологические основы механической обработки почвы

Фазы почвы. Почва - природное тело, обрабатываемое машинами для созда­ния благоприятных условий развития культурных растений, а так­же сохранения и непрерывного повышения плодородия..

При механизированной обработке почвы применяют плуги, бороны, культиваторы, лущильники, катки, мелиоративные и другие машины, требующие до 40% энергии, используемой в сельском хозяйстве.

Твердая фаза. В состав твердой фазы входят минеральные ча­стицы (до 90 %) различных размеров и органические вещества (гумус, микроорганизмы). Частицы размерами больше 1 мм от­носят к каменистым включениям, а меньше 1 мм называют мелкоземом.

По массовой доле камней в почвах их подразделяют на некаменистые (камней меньше 0,5%), слабокаменистые (0,5...5%), среднекаменистые (5...10%)и сильнока­менистые (больше 10 %). Увеличение камней в почве повы­шает износ рабочих органов почвообрабатывающих машин. Так, при вспашке песчаных сильнокаменистых почв абразивный износ лемехов составляет 100...450 г/га. Крупные камни (диаметром бо­лее 100 мм) перед обработкой удаляют.

Мелкозем по размерам разделяют на фракции: физическую глину с диаметром частиц d₂ < 0,01 мм и физический песок — d₂ > 0,01 мм. В зависимости от соотношения 8 масс глины и песка различают следующие типы почв: глинистая (5 >1,0); суглинок (6 = 0,25...1,0); супесь (5 = 0,1...0,25) и песча­ная (5 < 0,1).

С увеличением соотношения δ возрастают энергозатраты на об­работку почвы, поэтому глинистые почвы относят к тяжелым, а песчаные — к легким. Во влажном состоянии тяжелые почвы нали­пают на рабочие поверхности, а в сухом в ней образуются крупные глыбы. Такие почвы медленнее песчаных поглощают влагу и раз­лагают растительные остатки.

Сложение структурных почв характеризуют скважностью (по­ристостью и плотностью почвы). Скважность — отношение объе­ма пустот в почве к ее общему объему. Оно зависит от типа почв, их обработки, естественного или механического уплотнения. У суглинистых почв скважность выше, чем у песчаных. Значения скважности почв естественного сложения составляют 30...85 %. Меньшие значения соответствуют песчаным, а большие — торфя­ным почвам.

Плотность сухой почвы

(1.1)

где и - масса и объем абсолютно сухой почвы с ненарушенным сложением.

Жидкая фаза. Корни растений усваивают питательные веще­ства только в растворенном виде. Основным растворителем слу­жит свободная (капиллярная и гравитационная) влага.

Количество воды в почве оценивают по абсолютной w_А и отно­сительной w₀ влажностям.

Абсолютную влажность , %, определяют по отношению мас­сы влаги т_в (воды и водяных паров) в исходной почве к массе т_с абсолютно сухой почвы:

, (1.2)

где m_B =m_н-m_с; m_н - масса взятой пробы (навески) почвы.

Энергозатраты и качество обработки почвы зависят от абсо­лютной влажности.

Относительная влажность почвы, %,

, (1.3)

где m _п - масса почвы при полном (предельном) насыщении почвенных пор водой с последующим полным оттоком гравитационной воды.

По относительной влажности оценивают насыщение почвы во­дой, при этом w₀ > w_a, так как т_с > / m _п. Для «физически спелой» почвы w₀ - 45...70 %.

Влажность почвы определяют прямым и косвенным методами. При прямом методе пробы почвы (100...150 г) отбирают в харак­терных участках поля на различной глубине обрабатываемого слоя в плотнозакрываемые боксы. Взвесив, находят массу т_н. Затем высушивают пробы в боксах до постоянной массы и определяют массу т_с. Косвенными методами влажности w_a и w₀ оценивают без высушивания по изменению электрической проводимости или со­противления (кондуктометрические влагомеры), а также по диэ­лектрической проницаемости (диэлькометрические влагомеры).

Поливная норма почвы, кг/м²,

(1.6)

где - масса воды в увлажненном слое почвы толщиной H, соответствующая предельной полевой влагоемкости; масса воды в предполивном слое почвы.

Заменяя т_п и по зависимостям (1.1) и (1.5), имее

(1.7)

где - абсолютная влажность почвы (предполивная влажность).

Толщина слоя h зависит от климатических, почвенных условий и вида растений. Для зерновых культур h = 0,3...0,5 м.

Предполивная влажность w'_a должна быть выше влажности, при которой растения начинают увядать; в практике орошения принимают

ЗАДАНИЕ НА СРС

Пример. Предполивная влажность почвы при дождевании , толщина увлажняемого слоя м. Рассчитайте поливную норму (кг/га).

Решение. Пусть оптимальная плотность абсолютно сухой плотности почвы под зерновыми культурами кг/м³, a

Тогда из выражения (1.7) имеем

Газообразная фаза. Почвенный воздух отличается по соста­ву от атмосферного, в нем меньше кислорода и больше диоксида углерода.

Технологические свойства почвы. Свойства почвы, влияющие на качество ее обработки и энерго­затраты, называют технологическими. К ним относят твердость, сопротивления трению, прилипанию, деформированию почвен­ного пласта и др. Все они зависят от фазовых составляющих и сло­жения почвы.

Твердость почвы. Способность почвы сопротивляться внедре­нию в нее твердых тел (деформаторов) принято называть твердо­стью. Ее измеряют твердомерами с круглым или коническим деформатором. На рис. 1.1, а показана схема одного из твердомеров. Деформатор 7, закрепленный на штанге 2, перемещают рукояткой 4 через пружину 3. Глубина погружения X деформатора и сжатие h пружи­ны записываются прибором в виде диаграммы . Так как сила Р, сжимающая пружину, равна силе сопротивления почвы /?, то, зная жесткость пружины, имеем . Заменяя по диа­грамме h на А., получаем зависимость .

Рис. 1.1. Схема твердомера (а), график изменения силы Рь зависимости от дефор­мации X почвы (б), уплотненное ядро (в):

1 — деформатор; 2— штанга; 3— пружина; 4 —рукоятка; I, II к III— зоны положения дефор­матора, соответствующие образованию уплотненного ядра, смятию почвы до деформации λ1 и до λ2; R — сила сопротивления почвы; h — изменение длины пружины при сжатии ее силой Р, Nj — силы, нормальные к поверхности ядра; — силы трения; φ — угол трения; текущие (a,b_t) и предельные (а_хb и c_xd_x) смещения почвы уплотненным ядром

График (рис. 1.1, б) функции P=f(λ) имеет две характерные зоны. В первой зоне (О... λ) сила Р возрастает пропорционально линейной деформации X, во второй (λ > λ1) — сила Р= const. Такие закономерности объясняются следующим. В начале зоны, соот­ветствующей положению деформатора 1 (рис. 1.1, в), под цилинд­рическим деформатором из почв образуется поверхность, близкая к конической (уплотненное ядро). Боковая поверхность ядра, дви­жущаяся вместе с деформатором, смещает прилегающую к нему почву по направлению силы R_h равной геометрической сумме сил N_h нормальных к поверхности ядра, и сил F_t трения, отклоненных от нормы на угол трения φ. Смещение aibi почвы ядром возрастает по мере заглубления деформатора, увеличивая силы R_h а следова­тельно, и силы F_h Так происходит до деформации λ1. Далее (λ > λ1) смещение почвы становится одинаковым — а₁ b₁—c₁d₁, a сила R сопротивления почвы перемещению деформатора — посто­янной величиной. При встрече деформатора с более плотной поч­вой (λ1 > λ2, зона III) сила Р возрастает.

При внедрении в почву конического деформатора зона I (от λ = 0 до λ = λ1) зависимости Р = кλ соответствует увеличению гою щади боковой поверхности конуса и росту смещения почвы. Г зоне II (λ>λ1 где λ1 - высота конуса) деформатор входит в зон: постоянного уплотнения, а сила Р не изменяется.

Среднюю твердость почвы находят по средней силе Р_ср1 (число замеров не менее 15), соответствующей пределу пропорциональ­ности:

р = P_cp/S (1.8)

где S - площадь поперечного сечения деформатора.

Твердость р зависит от свойств почвы, типа и параметров де­форматора.

Трение и прилипание. Различают внешнее и внутреннее трение. Первое представляет собой сопротивление скольжению почвы по поверхностям рабочих органов, колес и других элементов машин, второе — скольжение почвы по почве.

Рис. 1.2. Принципиальные схемы приборов для определения коэффициентов трения почвы по наклонной плоскости (а), вращающемуся диску (6) и коэффициента прили­пания почвы (в):

1 - каретка с образцом почвы; 2—наклонная плоскость; 3— пружина; 4 — вращающийся диск; 5— рычаг; 6— пластина; 7—трос; 8 - противовес; α_п — угол, соответствующий моменту начала скольжения каретки по плоскости; Р — сила, сжимающая пружину; F— сила трения; G— сила тяжести почвенного образца; N— сила нормального давления; L,L2 — плечи действия соответственно Р и F

Прилипание почвы к поверхности различных тел определяют по силе

Fпр=σS (1.12)

где σ - удельная касательная сила (липкость), Па; S — площадь контакта почвы с взаимодействующими поверхностями, см².

Липкость зависит от свойств почвы и поверхности соприкаса­ющихся с ней тел. С увеличением глинистых частиц липкость возрастает. Бесструктурные почвы более липкие, чем структур­ные. При относительной влажности 45...70 % липкость наибольшая.

Липкость σ определяют отрывом пластин 6 (рис. 1.2, в) от ис­следуемого образца почвы 1 или сдвигом его по пластине ползу­ном с плоскопараллельным движением. Силы, соответствующие моменту отрыва, замеряют динамометрами или оценивают силой тяжести противовеса 8.

Абразивность проявляется в износе рабочих органов почвооб­рабатывающих машин и орудий и зависит главным образом от механического состава почвы.

Системы земледелия. Различают примитивные, эк­стенсивные и интенсивные системы земледелия.

Примитивные системы. К ним относят подсечно-огневые, лесо­пильные и залежно-переложные системы.

Экстенсивные системы. К данным системам относят зернопаро- вую, парозернотравяную и зернопаропропашную системы.

Интенсивные системы. Типичным для таких систем стали пло- досеменные севообороты с обоснованным чередованием посевов озимых и яровых зерновых, трав, картофеля, бобовых, кормовых корнеплодов.

Сберегающие системы. Данные системы предусматривают одно­временно природозащитные и энергосберегающие технологии об­работки почвы при одновременном увеличении прибыльности и сокращении риска из-за климатической изменчивости. Сберегающим земледелием предусматриваются минимальная или нулевая обработка почвы машинами.

Минимальная обработка предполагает уменьшение числа операций и проходов агрегатов за счет совмещения ряда опера­ций в одном агрегате. Минимальная обработка почвы снижает до 20 % совокупные затраты энергии на возделывание 1 т зерна.

Нулевая обработка исключает отвальную и безотвальную вспашку, боронование и культивацию. Однако ее применение целесообразно на полях, чис­ тых от сорняков. Урожайность на плотных, малогумусовых и засо­ренных почвах значительно снижается в сравнении с традицион­ной технологией.

Координатная система земледелия. Координатная система базируется на дифференцированном воздействии на почву и растения с учетом потребности распреде­ления их на площади поля.

Апро­бация системы в ряде стран указывает на то, что внедрение коор­динатного земледелия снижает затраты на единицу продукции до 20%, одновременно решаются экологические, ресурсосберегаю­щие и биологические требования.

ЗАДАНИЕ №2

Технологические основы механической обработки почвы. В любом технологическом процессе механической обработки, как указывал В. П. Горячкин, необходимо участие трех элементов: энергии, рабочего органа и объекта обработки - материала.

Технологические операции и процессы. Ос­новные технологические операции: оборачивание, крошение (рых­ление), резание, перемешивание, уплотнение, выравнивание по­верхности, подрезание и выдергивание сорняков, поделка гребней, борозд, лунок и т. п.

Например, технологичейшй процесс вспашки включает в себя отрезание пласта от дна и стенки борозды, оборот, рыхление (крошение) и перемешивание.

Взаимодействие клина с почвой. Характер явлений, протекающих в почве под воздействием ра­бочего органа почвообрабатывающего орудия, зависит как от гео­метрической формы рабочего органа, так и от технологических свойств почвы.

По геометрической форме рабочей поверх­ности клинья разделяют на плоские и криво­линейные. Различают прямые (лобовое резание) и косые (скользящее резание) клинья в зависимости от их установки по отношению к направлению движения. В зависимости от числа граней, участвую­щих в рабочем процессе, различают одно-, двух- и трехгранные плоские клинья.

Рис. 2.1 Разновидности плоских клиньев:

а — простой с углом крошения α; б — простой с углом наклона β; в — простой с углом сдвига γ; г — косой трехгранный с углами α, β, γ.

tg α = tgβ tgγ. (15)

б а

Рис. 2.2 Схема к определению взаимодействие пласта и зависимостей между основными параметрами клина (а); силовой треугольник (б).

Углом ε, определяющим наклон рабочей грани клина к го­ризонтальной плоскости (лемеха к дну борозды).

Условие скольжения будет иметь вид: α <π/2-φ

Характер изменения сопротивления почвы. Геометрическая форма рабочего органа (клина) и техноло­гические свойства почвы обуславливают, как правило, циклический характер процесса их взаимодействия.

ЗАДАНИЕ НА СРС

1. Вопрос: фазы деформации поч­венного пласта?

2. Рисунок: характер и фазы из­менения сопротивления почвы дви жению клина.

Развитие поверхности плоского клина в криволинейную поверхность.

Деформация пласта на­блюдается только при его подъеме на рабочую поверхность клина. После разрушения в результате изгиба или скалывания дальней­шее перемещение пласта по рабочей поверхности клина происходит без деформаций.

Рис. 2.3 Развитие косого трехгранного клина в цилиндрическую рабочую поверхность: а — образование многогранной поверхности; б — построение рабочей поверхности цилиндри­ческого плужного корпуса.

Рис. 2.4 Развитие косого трехгранного клина в винтовую рабочую поверхность.

Поверхность плоского косого трехгранного кли­на в зависимости от развития того или иного ее параметра может быть развита в рабочую поверхность корпуса плуга того или ино­го типа: цилиндрическую (при развитии угла α), цилиндроидаль- ную (при развитии углов α и γ) и винтовую (при развитии угла β).

ЗАДАНИЕ №3

Лемешно отвальные корпуса.

ЗАДАНИЕ НА СРС Разбора рисунка 3.1

ПРИМЕР. Культурная вспашка (рис. 3.1, а) Она применяется при обработке легких ста­ропахотных почв. Перед каждым корпусом плуга устанавливают предплужники, вырезающие пласт шириной 2/3 от ширины захвата основного корпуса. Этот пласт сбрасывается на дно бороз­ды где он прикрывается почвой оставшейся части пласта.

Рис. 3.1. - Виды вспашки :

а - культурная; б - культурная с почвоуглублением; в - с угловым дерноснимом; г - с окуль­туренным верхним слоем; д - ромбическая; е - взмет пласта; ж — с полным оборотом пласта; з - безотвальная; и - ступенчато-гребневая; к — вспашка с поделкой лунок; л - двухъярусная; м - трехъярусная; 1 - взрыхленная часть подзолистого слоя почвы; 2 - то же, смешиваемая с окультуренным слоем; 3 — окультуренный слой до вспашки; 4— включения подзолистого слоя; 5—глубокая борозда; 6 - мелкая борозда; 7 - лунка; 8, 9, 10-слои соответственно плодородный, солонцовый, карбонатный; а - глубина вспашки; б - ширина за­хвата корпуса.

Классификация. Лемешные плуги различают по назна­чению, виду вспашки, способу агрегатирования и по парамет­рам - числу корпусов и их ширине захвата.

По назначению плуги бывают общего и специального примене­ния.

По виду вспашки различают плуги свально гладкие, комбинированные.

По способу агрегатированиялемешные плуги бывают навесные (ПЛН), полунавесные (ПЛП), при цепные (ПЛ), последние при­меняют реже.

По параметрам плуги различают числом и шириной захвата корпусов. Так, например, ПЛН-5-35 — плуг (П), лемешный (Л) навесной (Н), оборудованный пятью (5) корпусами с шириной захвата каждый (35) 35 см.

Рис. 3.2. Схема размещения рабочих органов плугов:

1 - почвоуглубитель; 2 - корпус; 3 - коле­со; 4 - предплужник; 5—дисковый нож; 6— рама; 7—подвеска; а, а1, а2, и а3 - глу­бина хода соответственно корпуса плуга, предплужника, ножа и почвоуглубителя; Δа - расстояние от ступицы ножа до поверх­ности почвы; L1 - расстояние от ножа лемеха до лапы почвоуглубителя; L2 - то же, от нос­ка предплужника до носка лемеха; ΔL1 - то же от оси ножа до носка предплужника; b, b1, b2 - ширина захвата соответственно кор­пуса, предплужника, лапы почвоуглубителя; Δb1 и Δb2 - вынос соответственно предплуж­ника относительно корпуса и ножа относи­тельно предплужника; b3 - смещение оси лапы почвоуглубителя относительно корпу­са; N и R - соответственно нормальная и результирующая-силы, действующие на корпус.

Основные рабочие органы. Плужные корпуса. . Основные части плужного корпуса (рис. 3.3, а) — лемеха 3, отвалы 2, стойки 7, полевые доски 4.

Рис. 3.3. Лемешно-отвальные корпуса:

а — культурный; б— с углоснимом; в — с боковым ножом лемеха; г — с почвоуглубителем; д — с вырезной частью лемеха; е — комбинированный; 1 — стойки; 2 — отвалы; 3 — лемеха; 4— по­левые доски; 5—удлинительное перо; 6—отвал углоснима; 7—боковые ножи (лемеха); 8— долото; 9— почвоуглубитель; 10— роторный вращающийся корпус; г — грудь; в — щель; к — крыло; АВ — полевой обрез; ED — бороздной обрез; BCD — верхний обрез

ЗАДАНИЕ НА СРС Разбора рисунка 3.3.

ПРИМЕР Культурные корпуса (рис.3.3а) Они хорошо крошат, но недостаточно оборачивают пласт, поэто­му их применяют в сочетании с предплужниками при вспашке старопахотных (культурных) почв.

Лемеха. Воздействуя на пласт, они подрезают его снизу и час­тично со стороны непаханого поля и далее поднимают его на от­вал. По мере затупления лезвий тяговое сопротивление существенно возрастает.

По геометрической форме лемеха подразделяют на трапецие­видные (рис. 3.4), долотообразные, зубчатые и с выдвижным до­лотом.

Рис. 3.4. Виды лемехов: а - трапециевидные; б - доло­тообразные; в - зубчатые; г - с выдвижным долотом; 1 - пят­ка; 2 - носок; 3 - долото; 4 - зуб.

ЗАДАНИЕ НА СРС

1. Рисунок 3.4.

2. Вопрос. На каких почвах, какой лемех применяют?

Отвалы, типы их рабочих поверхностей. Лемех вместе с отвалом образует рабочую поверхность. Отвалы различают как по размерам, так и по геометрическим формам, от которых зависит качество обработки почвы.

По геометрическим параметрам и формам рабочие поверхнос­ти разделяют на цилиндроидальные и винтовые.

Рис. 3.5. Цилиндроидальные (a) и винтовые (б) рабочие поверхности корпусов; на­правляющая кривая (в); зависимость изменения угла γ от высоты расположения обра­зующей Z для культурной (г), полувинтовой (д) поверхностей и для предплужника (е); кривые изменения угла β по длине L отвала (ж): 1- для винтовых корпусов, работающих на скоростях до 7 км/ч; 2 - то же для скоростных (v=10...12 км/ч) корпусов

Углы α, β, γ образующих поверхности возрастают в зависимос­ти от удаленности от дна борозды (плоскость ХОУ). Увеличение угла α повышает крошение пласта; чем больше кривизна направ­ляющей, тем больше угол а и рыхлее почва. Рыхление растет с увеличением углов β и γ, но в большей мере они влияют на оборот пласта.

В цилиндроидальной поверхности угол γ изменяется от γ₀ до γ max по зависимостям, приведенным на рис. 3.5, г, д.

Культурные отвалы от полувинтовых различаются также видом зависимости γ=f(Z). От лезвия лемеха до его стыка с отвалом угол γ сначала уменьшается от у₀ до γ_min на 2...3⁰, что облегчает подъем пласта на грудь отвала и устраняет задирания почвы бо­роздным обрезом. После линии стыка угол γ у культурных отвалов возрастает по выпуклой кривой, а у полувинтовых - по вогнутой. При такой закономерности культурные отвалы имеют лучшую крошащую способность и при малой кривизне рабочие поверх­ности меньше залипают. Интенсивное (от 35 до 50°) нарастание угла γ у полувинтовых отвалов способствует большему обороту пласта крылом отвалов.

Приведенные значения угловых параметров корпусов соответ­ствуют вспашке на скоростях до 7 км/ч. При работе на повышен­ных скоростях (9...12 км/ч) наблюдается фонтанирование почвы на отвале, повышаются затраты энергии на вспашку.

Для пахоты со скоростями 9...12 км/ч разработаны рабо­чие поверхности, у которых разница углов Δγ = γ ₀- γ _min= 7^o (у обычных - 1...3⁰), а угол αо = 23...25° (у обычных - 30...32°). Ско­ростные корпуса с такими параметрами обеспечивают качествен­ную обработку почвы, энергозатраты возрастают незначительно.

Чтобы избежать разрывов пласта связных почв, винтовые поверх­ности выполняют с меньшими, чем в цилиндроидальных поверх­ностях, значениями углов α и γ: так, α = 20...22°, а γ=38..,40°.

Оборот пласта. При вспашке с оборотом почвенного пласта за­делываются дернина, растительные остатки, сорняки, органичес­кие и минеральные удобрения.

Максимальная глубина пахоты корпусом с заданной шириной захвата aмах=0,8*b.

Рис. 3.6. Оборот пласта: устойчивое положение (а); предельное положение (б); положение при вспашке с предплужником (в):

G_n — сила тяжести пласта; δ и δ1 - предельные углы наклона пластов соответственно при вспашке без предплужника и с предплужником; h1 и h₂ - расстояния от верхней линии пластов до линии их стыка при вспашке соответственно при вспашке без предплужника и с предплуж­ником; a и b соответственно глубина и ширина пласта

Обозначив b/а = к, получим урав­нение (kˆ4)-(kˆ2)-1=0.

Решив уравнение, найдем kпр = 1,27. Устойчивое положение будет при b /а > 1,27, а максимальная глубина пахоты а_тах < b/kпр=0,86. Так как sin δ = a/b = 1/k, то при k/kпр угол δ _min = - arcsin 1/27 = 52°. Угол поворота пласта из первоначального поло­жения ψ > 180-52 = 128°.

По углам γ устанавливают возможное скольжение пласта, кото­рое выполняется при γ< π/2-φ, где φ - угол трения почвы по ра­бочей поверхности. Крошащую способность оценивают по углам αmax, оборачивающую — по βmax и по диапазонам их изменения.

Хорошее крошение пласта старопахотных почв достигается культурными корпусами при α_max= 88...92⁰, Δα= 66...70⁰. Мень­шие значения соответствуют полувинтовым корпусам, большие - культурным. Оборачивающая способность полувинтового отвала при βmax = 106…110, при Δβ= 77…85.

Тип рабочей поверхности корпусов определяют по разности уг­лов Δγ=γ_max- γ₀:

для культурных отвалов Δγ = 2...6°,

а для полувинтовых Δγ = 7…12.

Ау =7...12°.

ЗАДАНИЕ НА СРС

Задача. Цилиндроидальные рабочие поверхности отвалов различаются значе­ниями углов γ_max и γ₀. Первая из них имеет γ_max1 = 48°, γ₀₁⁼ 42°, а вторая γ_max2= 50° γ₀₂= 40°. Определите тип рабочих поверхностей отвалов.

Решение. Исходя из разницы углов Δγ=γ_max- γ₀ находим, что первая по­верхность - культурная (Δγ₁=γ_max1 - γ₀₁ ⁼ 48°- 42° = 6°), а вторая - полувинтовая (Δγ₂=γ_max2 - γ₀₂ ⁼ 50°- 40° = 10°).

Полевые доски. Прямолинейность движения и равномерность хода по глубине обеспечиваются применением полевых досок, ко­торые, упираясь в стенку и дно борозды, препятствуют смещению плуга как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.

Стойки корпусов. К стойкам корпусов крепят отвалы, лемеха, полевые доски и углоснимы. Различают литые и сварно-штампо­ванные стойки.

Чем больше корпусов в плуге, тем большей прочностью должен обладать каждый корпус в отдельности и тем больше его металлоемкость и ниже к.п.д.

Для пятикорпусного плуга, стойки и их крепления нужно рассчитывать на шестикратное среднее усилие, хотя групповой предохранитель устанавливается на двукратное среднее усилие.

ЗАДАНИЕ НА СРС

Формула для рассчета стойки по сосредоточенной нагрузке, действую­щей в наиболее опасном сечении?

Предплужники и углоснимы. Перед основными корпусами плу­гов общего назначения устанавливают предплужники. Они подре­зают, поднимают и переворачивают верхнюю часть пласта и сбра­сывают на дно борозды.

Углоснимы (рис. 3.9, б) применяют вместо предплужников на плугах как для основной обработки, так и для вспашки каменис­тых почв, а также на полях с высокой стерней и засоренных по­жнивными остатками. Наряду с этим уменьшается до 40 % высота свальных гребней.

Плужные ножи. Пласт почвы со стороны поля в вертикальной плоскости подрезают дисковые и черенковые ножи.

Дисковые ножи в плугах общего назначения устанавливают пе­ред последним корпусом, а на задернелых почвах - перед каждым корпусом.

Рис. 3.10 Схемы плужных ножей: а - дискового; б, в - черенковых с прямолинейным лезвием; г - черенкового с криволиней­ным лезвием; 1- коленчатая стойка; 2- вилка; 3-диск; 4-ступица; 5-черенковый нож; 6-лыжа; 7- щит; 8-долото; 9- пруток; v — линейная скорость движения ножа; φ - угол трения почвы по лезвию ножа; N - сила, нормальная к лезвию ножа; R - результирующая сил N и Fтр (трения)

Равнодействующая сил сводится к результирующей R, направленной по радиусу к центру диска. Составляющая Rx определяет тяговое сопротивление ножа. Наряду с плотностью почвы сила Rx зависит от показателя ки­нематического режима λ=ωr/v, где ω - угловая и v - линейная (направлена горизонтально) скорости; г - радиус диска.

Дисковые ножи неудовлетворительно работают на почвах с включениями камней, корней, стеблей, кустарников.

Колеса. Устойчивость хода плуга и трактора как в рабочем, так и транспортном положении обеспечивают колеса. Опорными колесами устанавливают и регулируют заданную глубину вспашки.

Многокорпусные (n > 5) плуги выполняют полунавесными или прицепными, снабжая их опорными (полевым и бороздным) и задними колесами.

Глубину вспашки многокорпусных плугов регулируют винто­вым механизмом опорных колес и упорным болтом механизма заднего колеса, а также и изменением положения колес гидроме­ханическими устройствами.

Предохранители корпусов. Для защиты плугов от поломок и де­формаций их снабжают предохранителями. В основном применяют индивидуальные предохранители, защища­ющие каждый корпус в отдельности.

По способу введения корпуса в работу предохранители подраз­деляют на неавтоматические, полуавтоматические и автоматичес­кие.

Штифтовые предохранители (рис. 3.11, а) неавтоматического действия.

Пружинный предохранитель (рис. 3.11, б) относят к полуавтома­тическому действию.

Гидравлические предохранители (рис. 3.11, г) срабатывают при заданном давлении масла в полости гидроцилиндра. После про­хождения препятствия грядиль с корпусом возвращаются в рабо­чее положение под действием давления масла на поршень 5 (см. рис. 3.11, в) и через него на звено 7.

Гидропневматические предохранители (рис. 3.11, в, д) работают по такому же принципу, как и гидравлические. В них повышенное давление масла при наезде корпуса на препятствие аккумулирует­ся в сжатие газа (азота), а при сходе с препятствия газ передает давление через масло на поршень 5 или 12; стойки 2 плуга повора­чиваются в рабочее положение.

Упругие (рессорные) предохранители (рис. 3.11, е) предназначены для индивидуальной защиты корпусов.

Рис. 3.11. Схемы предохранителей корпусов:

а — штифтовый; б — пружинный; в, д — гидропневматические; г — гидравлический; е — упру­гий (рессорный); 1 — штифт; 2— стойка корпуса; 3 — пружина; 4—трос; 5, 12— поршни; 6— пневмогидравлический аккумулятор; 7— промежуточное звено; 8— магистраль масла; 9, 10— гидроцилиндры; 11— манометр; 13— гидропневмоцилиндр; 14— брус; 15 — грядиль

ЗАДАНИЕ НА СРС