Тяговий опір плугів

Тяговий опір плугів залежить від типу, фізико-механічних властивостей і вологості ґрунту, захаращеності його рослинни­ми рештками, глибини оранки, ширини захвату плуга, форми і стану робочої поверхні полиці і лемеша, маси та швидкості руху плуга тощо.

Під час роботи плуга тяговий опір складається із сил тертя ковзання і кочення, сил розрізування ґрунту, кришіння і від­кидання скиби.

Тяговий опір плуга, Н, визначають за формулою академіка В.П. Горячкіна:

Л_т=/д + К¹ -аВ+єа-В^², (14.23)

де / — коефіцієнт, який враховує тертя плуга об дно і стін­ки борозни і тертя коліс (визначають протягуванням плуга у розчищеній борозні); () — сила тяжіння маси плуга, Н; К¹— питомий опір ґрунту, Н/м²;а— глибина оранки, м;В —ши­рина захвату плуга, м; є— коефіцієнт динамічності,^.

Коефіцієнти /", К¹та є визначають дослідним шляхом.

Численні дослідження, проведені академіком В.П. Горяч- кіним, професором Н.Д. Лучинським та іншими вченими, ляг­ли в основу доповнень про значення цих коефіцієнтів.

Коефіцієнт /“ для різних ґрунтів і плугів становить 0,25-0,70. Найчастіше /= 0,50. Коефіцієнт К¹для легких ґрунтів становить 20 000-35 000, для середніх — 36 000-55 000; для важких ~ 56 000-80 000, для дуже важких ґрунтів — понад 81 000 Н/м².

Коефіцієнт є= 1500-2000 Н.

При практичних розрахунках тяговий опір плуга визнача­ють за спрощеною формулою:

Я_т = К-аВ, (14.24)

де К— питомий тяговий опір плуга, Н/м².

Значення питомого тягового опору плуга для різних ґрунто­вих умов наведені в табл. 14.3.

Ґрунти	Питомий опір К, Н/м2 при глибині оршіки. см:
	до 25	25-40	[ 41-70
Легкі - піщані, супіщані	20000-35000	25000*35000	35000-45000
Середні - суглинкові	35000-5000	40000-60000	{ 50000-85000
Важкі - глинисті	55000-70000	60000 90000	1100000-130000
Дуже важкі -глинисті	70000-90000	90000-100000	1120000-150000
Важкі - суглинкові цілинні і	І 80000-120000 І

суглинкові, насичені коренями на зрубах Дуже важкі - глинисті цілинні і глинисті, щільно насичені коренями, на зрубах	І 1 . 1 .. ... і.. ... ..
		і 120000-170000
Дуже важкі-глинисті з кам’я- нисто-галсчнимн включеннями		150000-200000

Слід зазначити, що у таблиці 14.3. наведені значення пито­мого опору звичайних плугів. При роботі з такими плугами на підвищених швидкостях питомий опір підвищується на 25-40 %.

Для зменшення питомого тягового опору на підвищених швидкостях, що досягають 8 км/год і більше, створені швидкісні плуги. Результати випробувань швидкісних плугів показали (рис. 14.4), що питомий тяговий опір швидкісного

Рис. 14.4. Залежність питомого тягового опору К від швидкості руху плугових корпусів:

К-35 стандартного; КС-11 — серійного швидкісного;

КСЕ — швидкісного експериментального

Швидкість руху, км/год

експериментального корпусу КСЕ-21 при швидкості 9-12 км/год такий самий, як і КО-35 при швидкості 4-7 км/год і серійного швидкісного КС-11 при швидкості 7-9 км/год. Збільшення швидкості руху на 1 км/год при оранці призво­дить до збільшення питомого тягового опору на 3-7 %.

Годинний виробіток агрегатів із швидкісними плугами збіль­шується на 31 %, виробничі витрати на 1 га зменшуються на 16 %.

При однаковій ширині захвату тягові опори начіпних і на- півначіпних плугів порівняно з причіпними менше на 10-15 %. Це ж стосується і начіпних культиваторів.

При роботі плугів на зрубах, де в ґрунті багато коренів, фор­мула 14.23 матиме такий вигляд:

R_т=f^Q + Kⁱ(\-^)<a‘B+є^a■B'V²+qai^a^B, (14.25)

де Д — частина площі корененасиченого шару ґрунту, яка залежить від особливостей поширення коренів деревної поро­ди в орному горизонті, становить 0,01-0,05; <7~ питомий опір розриву коренів у ґрунті (в залежності від міцності коренів цей опір становить 200000-300000 Н/м²).

На основі багаторічних досліджень, проведених у Воронезько­му лісотехнічному інституті, визначено питомий опір під час оран­ки розкорчованих лісосік однополицевими плугами (табл. 14.4) і при борозенній обробці ґрунту двополицевими плугами типу ПКЛ-70 та ПЛП-135 (табл. 14.5).

Таблиця 14.4. Питомий опір ґрунту під час оранки розкорчованих лісосік

Ґрунт	Питомий опір, Н/м5
Легкий (супіщаний)	50000-4000
Піщаний, середи ьозадернілий	60000-0000
Сірий лісовий середиьосуглинковий, середньозадернілий	65000-6000
Чорноземний супісок, сильнозацернілий суглинок	80000-0000

Дослідні дані авторів і вчених Московського лісотехнічного інституту свідчать, що під час оранки лісових ґрунтів через вміст у них коренів деревних пор'ід питомий опір в середньому в 2 рази більший порівняно із староорними ґрунтами. Отже, для легких лісових ґрунтів він становить 30000-60000, для ду­же важких — до 170000 Н/м².

Таблиця 14.5. Питомий опір при використанні лісових двополице вих плугів на нерозкорчованих зрубах, Н/м²

Глибина борозни, см	Питомий опір
	Відкриті цілинні і перелогові ділянки	Невіднов- лені10- 20-річні зруби	Свіжі нерозкорчовані зруби
			Кількість пнів на і га, шт.
			до 200	201-400	401-600	більше 600
10	55000	65000	67000	71000	82000	85000
15	58000	68000	78000	82000	100000	113000
20	64000	70000	95000	100000	115000	116000
25	69000	77000	-	-	-	-

Під час роботи спеціальних лісових плугів з постійною шири­ною захвату на зрубах із кількістю пеньків близько 600 игг/га і з важкосуглинковими ґрунтами орієнтовні значення тягових опорів такі: плуг комбінований лісовий двополицевий ПКЛ-70 з дисковим ножем — 9400Н, плуг лісовий дисковий ПЛД-1,2 — 38500Н, плуг лісовий широкозахватний — ПЛШ-1,2 — 42500Н, плуг лісовий смуговий ПЛН-135 — 62000Н.

Наведені значення тягових опорів лісових плугів не відобра­жують технічного стану плуга та правильність його встановлення. При роботі з тупими лемешами тяговий опір плуга підвищується на 20-30 %. На тяговий опір впливають стан передплужника, череслового і дискового ножів. При неправильному встанов­ленні причепа і робочих органів плуга тяговий опір його може підвищуватись на 40%.

На тяговий опір плугів значною мірою впливає стан площі, яку обробляють, і вологість ґрунту. Так, при обробітку ґрунту з вологістю більшою або меншою на 1 % (порівняно з оптима­льною) тяговий опір збільшується майже на 1 %.

У транспортному положенні причіпний плуг та інші маши­ни переміщуються на двох чи трьох колесах. При цьому тяго­вий опір визначають за формулою:

= =(14.26)

де Ф — сила тяжіння маси плуга, Н; М_м— маса машини, кг; g — прискорення сили тяжіння м/с²;р— коефіцієнт опо­ру руху плуга або машини на колесах (значення наведене в табл. 14.6);і_п— підйом (або ухил) місцевості, град.

Таблиця 14.6. Коефіцієнт опору переміщенню робочих машин на колесах

Колеса

	[ з пневматичними {шинами	. з металевим ]ободом
Поле культивоване і бороноване	| 0,15-0,18	0,20-0,25
Поле зоране	0,12-0,15	| 0,18-0,22
Осіла рілля, стерня після дощу	0,11-0,14	0,15-0,20
Стерня суха	0,0М),10	0,10-0,15
Цілина суха, луки, міцна дернина	0,05-0,07 ~	0,06-0,08
Ґрунтова дорога тверда, суха	0,05-0,06	0,04-0,05
Дорога асфальтована і	0,03-0,04	0,02-0,03

Тяговий опір борін, культиваторів, розпушувачів і лущильників

Тяговий опір борін, культиваторів, розпушувачів і лущиль­ників під час суцільного обробітку ґрунту визначають за фор­мулою:

(14.27)

де К*— питомий тяговий опір, Н/м (значенняК_інаведені в таблл4.7);В— ширина захвату знаряддя, м.

Таблиця 14.7. Питомий опір борін, культиваторів, розпушувачів та лущильників

Вид обробітку, тип знаряддя і робочих органів	1 Глибина обробітку,см	Питомий опір,Н/м
Обробіток зораного грунту:
зубовою бороною середньою дисковою бороною		450-700 1900-2200
Лущення стерні дисковими лущильниками	4-5 ;	1200-2500
Те ж лемішними лущильниками	8-10 !	2700-4000
Обробіток парів і зябу ! культиваторами з лапчастими | робочими органами |	- ' —' . 1 6-8	1200-1800
Те саме і	10-12 і	1600-2500
334

Обробіток міжрядь культиватором з І

лапчастими робочими органами ] 10-12 і 1200-1800

Те ж дисковими культиваторами ' 6-10 і 1900-2000

Обробіток парів культиваторами з розпушувальними лапами на пружинних сговбах	1 ; \ \ | 10-12	1800-2000
Глибоке розпушування вузькорозпушу- вальними лапами з жорсткими стовбами	| 14-16 !	3000-3800
Те саме	18-20 ;	3800-4800
Розпушування грунту зубовими розпушувачами |	! 1 14	6000
Вичісування коренів	ДОЗО	8000
Підгортання рослин і нарізування | борозен (питомий опір одного ; корпуса) !	і 12 і	400-500

Під час міжрядного обробітку грунту тяговий опір визнача­ють за формулою:

Ят^К^В-гет), Н, (14.28)

де К₁— питомий тяговий опір знаряддя, Н/м;В— ширина захвату знаряддя, м;е— захисна зона з кожного боку рядка культур, см;т —кількість рядків культур, які обробляють культиватором за одинпрохід.

При роботі культиватора на підвищених швидкостях тяго-, вий опір для різних робочих органів неоднаковий. Так при збі­льшенні швидкості з 3,6 до 14 км/год під час обробітку стріл­частими лапами тяговий опір збільшується майже в 2 рази. При збільшенні швидкості з 3,6 до 9,6 км/год тяговий опір знаряд­дя з розпушувальними лапами підвищується на 20 %, а при швидкості 14,4 км/год — на 45-55 %. Для дискових лущиль­ників при збільшенні швидкості з 3,6 до 9,6 км/год тяговий опір підвищується на 7-12 %.Подальше збільшення швидкості руху для лущильників недоцільне через порушення стійкості ходу.

Не підвищується тяговий опір знарядь із спеціальними робочими органами, призначеними для роботи на підвищених швидкостях. Наприклад, тяговий опір культиватора КСО-4 із швидкісними стрілчастими лапами при швидкостях руху 9-11 км/год такий самий, як і культиватора КПГ-4 при швид­костях 6,5-9,0 км/год.

Ефективність роботи знарядь на підвищених швидкостях знач­ною мірою підвищується при використанні самозагострювальних

робочих органів (леміші плугів та лапи культиваторів наплавля­ють твердим сплавом).

Тягові опіри посівних і лісосадильних машин. Заходи щодо зменшення шкідливих опорів машин

Тяговий опір сівалки складається з сил опор) сівалки при переміщенні її на колесах, опору сошників та шлейфів, розміще­них за ними, і сил тертя у передавальних механізмах і висівних апаратах. Він залежить переважно від маси сівалки, типу грун­ту та його стану, конструкції сошників і їх розміщення.

Тяговий опір сівалок визначають за формулою:

(14.29)