31

величину 1/2 b cos β.

Сопротивление почвы, преодолеваемое батареей сферических дисков во время работы, приводится к силам RZY и RX, приложенным к среднему диску (рисунок 1.12). Сила RZY, действующая в плоскости ZOY, проходит через ось вращения дисков О и отклонена от вертикали на угол трения ϕ. Сила RX, расположенная в плоскости ZOX параллельно оси X, удалена от последней на расстояние z = D - 0,5a. В горизонтальной плоскости XOY сила RXY отклонена на угол θ от результирующего тягового сопротивления P. Значения угла θ приведены в таблице 1.6. Этот угол возрастает с увеличением твердости почвы и глубины хода дисков, а также при недостаточной величине затылочного угла ε. Тяговое сопротивление дисковых орудий (батареи дисков) обычно принимается равным

Rz= P sin θ / sin (β+ θ) tg ϕ;

Параметры дискового рабочего органа имеют большое влияние на его силовые характеристики. Так, с увеличением диаметра диска резко возрастает вертикальная составляющая реакции почвы, за счет чего ухудшается заглубление диска в почву. При малом угле атаки значительное давление почвы действует на выпуклую часть поверхности диска, и в этом случае вертикальная реакция почвы направлена вверх. С увеличением угла атаки увеличивается площадь фронтальной проекции диска, площадь его поверхности, подвергающейся воздействию почвы. Увеличивается давление на вогнутую сторону диска и уменьшается давление на выпуклую. В результате вертикальная составляющая сопротивления почвы, направленная вверх, уменьшается и при достаточно большом угле атаки изменяет знак, способствуя заглублению диска.

32

ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИБОРЫ, ИНСТРУМЕНТ 1 Работа производится на почвенном канале;

2 Канал должен быть укомплектован телеметрическим оборудованием, набором тензодатчиков, АЦП с программным обеспечением, комьютером (ноутбук);

3 Батарея дисковой бороны;

4 Набор слесарных инструментов, линейка.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

1) Выполнить лабораторной секцией дисков обработку почвы в почвен-

Таблица 1.7 Сводная таблица результатов

ном канале на заданную глубину, устанавливая последовательно различные углы атаки, с одновременной записью тягового сопротивления. Для изменения угла атаки необходимо тягу прицепа дисковой батареи поворачивать вокруг поперечной балки и фиксировать кронштейном.

2) На каждом проходе замерить в трехкратной повторности фактическую глубину хода и высоту гребней, а результаты замеров занести в таблицу 1.7.

При вычислении высоты гребней Срасч по формуле (1.12) принять D = 510

мм, b = 150 мм.

3)По записям тягового сопротивления определить средние значения Pср на длине учетной записи.

4)По средним значениям тягового сопротивления Pср определить его составляющие RX , RY и RZ. для различных углов атаки, построить графики зави-

симостей RX = f(β), RY = f(β), RZ = f(β). Значения угла θ принять согласно таблице 1.6, а ϕ = 36 0.

5)Средние значения высоты гребней C сравнить с их расчетными вели-

чинами;

6)Построить зависимость полученных показателей от угла атаки β:

Cср = f(β), aср = f(β).

7) Произвести анализ полученных данных и графиков и сделать выводы.

33

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какими параметрами характеризуются дисковые рабочие органы и как эти параметры влияют на процесс обработки почвы?

2.Какое условие должно соблюдаться в процессе работы при расстановке дисковых органов?

3.Какие силы действуют на сферический диск при его взаимодействии

спочвой?

4.Чем объяснить возрастание глубины хода дисковых рабочих органов при увеличении угла атаки?

1.3.3СРАВНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КОРПУСА ПЛУГА

ИДИСКОВОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА

ЗАДАЧА РАБОТЫ Сравнить динамические характеристики работы лемешно-отвальных

и дисковых рабочих органов и качественные показатели результатов работы

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Динамические характеристики машин и орудий определяют устойчи-

вость хода рабочих органов, в первую очередь, в продольно-вертикальной плоскости. От колебаний в этой плоскости зависят возможности машины копировать рельеф и обеспечивать заданную глубину обработки. Для вычисления таких характеристик необходимо в реальных условиях функционирования зарегистрировать входные (рельеф поверхности и плотность почвы) и выходные показатели (глубина хода и сопротивление), а затем, сопоставив их, найти математическое описание модели.

В настоящей работе с целью упрощения ограничимся сопоставлением только выходных характеристик, полученных для испытуемых устройств в одних и тех же условиях.

Лемешно-отвальные и дисковые рабочие органы по-разному взаимодействуют с почвой, оказывая на нее разные силовые воздействия.

Плужные корпуса с лемешно-отвальной рабочей поверхностью за счет острого угла входа в почву могут самозаглубляться и имеют большее сопротивление, чем дисковые. Диски при работе вращаются и имеют тупой угол вхождения в почву, что приводит к возникновению выталкивающих сил.

Кроме того, лемех и отвал воздействуют на пласт почвы силами сжатия и кручения, которые по мере движения рабочего органа нарастают, достигают предела прочности почвы. После этого происходит разлом пласта и резкое падение сопротивления. Далее процесс многократно повторяется с беспорядочной периодичностью. В отличие от этого, диски своими кромками

35

3Дисковый рабочий орган и корпус плуга.

4Набор слесарных инструментов, линейка.

5Набор маркерных шашек трех цветов – по 9 шашек каждого цвета.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1)Подготовить почву в канале, уплотнив ее и выровняв поверхность.

2)Подготовить планшет для фиксирования положения фишек.

3)На линии предполагаемого контрольного прохода каждого из испытуемых рабочих органов уложить послойно в трех поперечных плоскостях цветные маркерные шашки по схемам, показанным на рисунке 1.14.

4)Навесить на тяговое устройство плужной корпус, закрепив его радиальным способом и сделать первый проход им для припашки и образования подготовительной борозды.

Красный

Желтый

Зеленый

Рисунок 1.14 Схемы размещения маркерных шашек

а- в поперечной и б - в продольной плоскостях;

в- планшет с примером отметок (размеры в см)

5)Вернуться в исходное положение, сместить корпус на ширину захвата и окончательно отрегулировать его положение.

6)Проверить исправность и тарировку датчика тягового сопротивления, убедиться в качестве записи процесса на компьютере.

7)Произвести контрольный проход плужным корпусом, записав на диск компьютера тяговое сопротивление на учетной длине гона.

8)Осторожно снять послойно почву в зоне закладки маркерных шашек, не допуская их смещения. Зафиксировать новое положение каждой обнаруженной шашки на заранее подготовленном планшете, отметив на нем цветными флома-

36

стерами предполагаемую траекторию ее перемещения по вертикали.

9)Навесить на тяговое средство дисковый рабочий орган, установить угол атаки примерно 40 – 42о. Подготовительную борозду можно не проводить, используя в этих целях борозду, оставленную плугом.

10)Произвести контрольный проход дисковым орудием, записав на диск компьютера тяговое сопротивление на учетной длине гона.

11)Осторожно снять послойно почву в зоне закладки маркерных шашек, не допуская их смещения. Зафиксировать новое положение каждой обнаруженной шашки на заранее подготовленном планшете, отметив на нем цветными фломастерами предполагаемую траекторию ее перемещения по вертикали.

12)Получить на компьютере оценки среднего и среднеквадратического значений сопротивления каждого рабочего органа, их автокорреляционные функции и спектральные плотности.

13)Сравнить полученные для двух типов рабочих органов результаты, сделать выводы об особенностях динамики и качества работы, об их совпадении с теоретическими предположениями и о причинах различия.

14)Все полученные результаты занести в тетрадь, оформив в виде отчета.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Чем и почему должны отличаться друг от друга автокорреляционные функции и спектральные плотности сопротивления плужного корпуса и дискового орудия?

2.В чем заключаются качественные различия деформации почвы ле- мешно-отвальным и дисковым рабочим органом?

1.4ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ВЫСЕВАЮЩИХ АППАРАТОВ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ Этот цикл лабораторных работ направлен на изучение особенностей ра-

бочего процесса основных типов высевающих аппаратов и практическое знакомство методикой оценки равномерности распределения семян, растений и удобрений при различных способах посева.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ В настоящее время распределение высеваемого материала по поверхно-

сти почвы осуществляется чаще всего или рядовым (для семян), или разбросным (для удобрений) способами. Наиболее распространенны при этом катушечные аппараты непрерывного высева, дисковые аппараты со штучной подачей семян и аппараты центробежного действия. В каждом из этих случаев применяются специфические методы оценки качества работы, основным показателем которого считается равномерность распределения семян или удобрений по площади или в рядке.

37

Желательно, чтобы на всей площади поля растения развивались одинаково, а для этого количества материала, высеянного на небольшие и равные участки не должны заметно различаться между собой, и расстояния между растениями должны быть примерно одинаковыми.

При непрерывном высеве катушечным аппаратом или разбросном центробежными аппаратами оценивается число или масса семян и частиц удобрений на контрольных площадках.

При рядовом высеве учет ведется на равных отрезках рядка произвольной заранее выбранной длины.

Штучный высев семян предполагает размещение их по одному на равных расстояниях, семена раскладываются пунктиром. Поэтому при оценке равномерности учитываются расстояния между соседними семенами.

Структура пунктирного посева связана с нормой высева: чем больше норма высева, тем беспорядочнее ложатся семена.

Во всех случаях наблюдается разброс замеряемых величин вследствие индивидуальных различий в размерах и форме семян и их взаимодействия между собой, с элементами конструкций и с почвой, непостоянной скорости движения машин. Каждое отдельное измерение можно рассматривать как случайную величину, а совокупность их многократных последовательных измерений - как реализацию случайного процесса.

При анализе таких последовательностей обычно ограничиваются вычислением выборочных моментных характеристик: математического ожидания, дисперсии, автокорреляционной функции и спектральной плотности.

В качестве оценки равномерности высева иногда принимают коэффициент вариации V. Чем меньше этот коэффициент, тем лучше равномерность.

1.4.1 ИССЛЕДОВАНИЕ РАВНОМЕРНОСТИ ВЫСЕВА СЕМЯН КАТУШЕЧНЫМ ВЫСЕВАЮЩИМ АППАРАТОМ

ЗАДАЧА РАБОТЫ В работе определеляется равномерность раскладки семян в рядок ка-

тушечным высевающим аппаратом.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Высевающие аппараты с желобчатой сдвигаемой катушкой получили

широкое распространение в сеялках для посева зерновых, бобовых и овощных культур.

Во время работы аппарата катушка вращается, и в семяпровод высыпаются семена, попавшие в желобки.

Наличие желобков определяет пульсирующий характер потока семян.

38

Если принять передаточное отношение от колес к валу высевающих аппаратов равным единице, диаметр ходового колеса округленно 4 метра, число желобков катушки равным 10, то катушка должна высевать семена кучками через 40см пути сеялки.

Такое качество посева не может считаться удовлетворительным, поэтому дно высевающего аппарата сделано скошенным, так что желобок опорожняется

Таблица 1.8 Журнал наблюдений

Условия эксперимента

не сразу, а постепенно, от одного края катушки до другого. Некоторые искажения в поток семян вносит семяпровод.

Оценка равномерности высева катушечными аппаратами производтся по числу или массе семян, выпавших на отрезках рядка длиной 10 – 15см.

ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИБОРЫ, ИНСТРУМЕНТ:

1)Установка для высева семян катушечным аппаратом на почвенном канале и маркер или сошник для образования борозды;

2)Набор коробов длиной 10 – 15см (50 штук) для сбора семян;

3)Весы электронные;

4)Семена различных культур;

5)Секундомер.

39

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ Подгруппу студентов рекомендуется разделить на 3 звена, каждое звено

выполняет работу при разных скоростях движения или при разной длине рабочей части катушки.

1)Работу необходимо начать с проверки технического состояния лабораторной установки; убедиться, что в семенном ящике установки нет посторонних предметов.

2)С помощью тележки почвенного канала провести на почве борозду, отметить учетную длиу опыта (в пределах L=5..10м).

3)Уложить в борозду 50 коробов для сбора зерен вплотную один к другому так, чтобы они образовали сплошной ряд.

4)Засыпать зерно в ящик высевающего аппарата.

5)По указанию преподавателя установить передаточное отношение привода вала высевающих аппаратов и длину рабочей части катушки.

6)Отрегулировать установку так, чтобы семена высевались точно в коро-

ба.

7)Произвести высев семян в короба, на учетной длине гона, замерить время движения тележки и определть скорость движения.

8)Взвесить содержимое каждого короба, результат gi записать в журнал наблюдений.

9)По формулам 1.7.. 1.9 вычислить средний вес M семан в коробе, среднеквадратическое отклонение S и коэффициент вариации V.

10)По результатам опыта составить отчет, в котором описать проделанную работу и привести журнал наблюдений

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1)Какими характеристиками оценивается равномерность высева семян при непрерывном высеве?

2)От каких факторов зависит равномерность высева?

1.4.2 ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ КАТУШЕЧНОГО ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА

ЗАДАЧА РАБОТЫ В работе решаются две задачи: определение зависимости рабочего объ-

ема катушки от ее длины и определение зависимости рабочего объема катушки от частоты вращения.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ В случае, когда пространство между ребрами катушки и донышком се-

40

менной коробки велико, в семяпровод могут попасть семена, расположенные вне желобков. Если же пространство для прохода семян мало, то вовлеченные в движение семена могут дробиться. Крупные семена не могут плотно заполнить объем желобков. Таким образом, рабочий объем катушки, т.е. объем семян, высеянных за один оберот катушки, может оказаться не равным объему желобков

где Vж - объем желобков;

Vр – рабочий объем катушки.

Рабочий объем катушки изменяется в зависимости от скорости вращения катушки и длины ее рабочей части.

Таблица1.9 Журнал наблюдений

ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИБОРЫ, ИНСТРУМЕНТ:

1)Установка для высева семян катушечным аппаратом с ручным или электрическим приводом.

2)Короб для сбора семян;

3)Весы электронные.

4)С семена различных культур;

5)Штангенциркуль или металлическая линейка, секундомер.