ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОГО ЛАПОВОГ..

ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ КОМБІНОВАНОГО ЛАПОВОГО СОШНИКА

Рослинництво займає в загальній структурі сільського господарства одне з провідних місць.

Однією з основних польових операцій, яка визначає майбутній урожай сільськогосподарських культур, є посів.

Інтенсифікація технологічних

процесів є одним з напрямків підвищення врожайності і економії коштів.

Створення та застосування комбінованих лапових сошників сприяє інтенсіф ¬ ції посіву сільськогосподарських культур.

Лаповий сошник являє собою поєднання культиваторні стрілчастої лапи і розтруба для внесення насіння і, при необхідності, каналу для добрив.

Лаповий сошник призначений для посіву по необробленим фонам, тобто він поєднує операції підготовки грунту під посів, внесення насіння і, при необхідності, добрив.

Вимоги до лаповому сошник складаються з тих, які пред'являються до культиваторні лапі і додаються вимоги як до сошник. Це також не вивертати вологі шари грунту на поверхню, здійснювати мінімально можливий покидьок грунту, формувати борозенку для насіння і добрив. І особливо треба підкреслити, що своєрідність технологічного процесу, виконуваного цим сошником, полягає в тому, що виконуючи одночасно операції підготовки грунту і посів, стан грунту має бути таким, щоб були нормальні умови для проростання насіння та розвитку культурних рослин, з точки зору щільності грунту , її вологості та структури.

Основними параметрами стрілчастих лап, за якими ведеться проектування цих робочих органів і які суттєво впливають на технологічний процес, є ширина захоплення β, кут розчину крил 2у, кут крошения β, Кут підйому грудей а, кут заточування леза i, ширина полки крила b і товщина матеріалу крила лапи.

Поверхня стрілчастої лапи можна розділити на ряд нескінченно малих елементів, які можна представити як тригранні клини (рис. 1). Робоча площина цього клина

визначається трьома кутами a,p,y нормалі з осями.

Рис. 1. Трехгранный клин в прямоугольной системе координат.

Вивченням взаємодії тригранного клина з грунтом займалися В.П. Горячкин [1], Г-Н. Синеоков [2], Л .А. Грачев [3], В.А, Желиговский [4], Т.М. Гологурский [5], А.Н. Зеленин [6], В.В. Бродкин [7], В.Г. Кирюхин [8] та ін.

Нами основні параметри лапового комбінованого сошника визначалися за методикою А.Н. Семенова [9] (рис. 2).

де

направітеля туків;

У результаті теоретичних досліджень встановлено, що чим менше поперечний розмір сошника, тим менше опір його переміщення в грунті і тим ближче до осі борозенки лягає бічний грунтовий гребінь. З іншого боку, поперечний розмір сошника повинен визначатися з умови вільного проходження насіння.

Цей параметр визначається за формулою:

Рис. 2. Схема комбінованого лапового сошника.

перегородкою на два канали: передній - для добрив, задній - для насіння.

Поздовжній розмір зернового каналу на рівні нижнього обріза заднього направітеля насіння залежить від параметрів направітеля і визначається з умов проходження насіння за виразом:

де І_н - проекція нижнього направітеля насіння на горизонтальну площину;

l_К - поздовжній розмір зернового каналу. За аналогією, поздовжній розмір тукового каналу на рівні нижнього обріза направітеля туків визначається за формулою:

- поздовжній розмір тукового

каналу.

Отже, поздовжній розмір

сошника на рівні нижнього обріза заднього

направітеля насіння дорівнюватиме висловом:

(6)

- горизонтальна проекція

Поздовжній розмір сошника на рівні верхнього обріза визначається з умови:

(7)

(2)

З метою попередження залипання сошника і зменшення опору його пересуванню, лобова поверхня сошника повинна плавно переходити в вертикально поставлені щоки.

Порожнина експериментального сошника була розділена поперечною вертикальною

де D - діаметр семяпровода;

С₀ - зазор між семяпроводи і стінкою

сошника (приймається рівним до 5 мм).

Кут нахилу бічних стінок сошника розраховується за виразом:

де Н_сш - глубина хода сошника;

ƒ - тангенс кута природного укосу Горизонтальний поперечний розмір сошника на рівні його верхнього обріза визначається за рівнянням:

Ві = D + 2С_0,

(3)

де С₁ - зазор між семяпроводи і стінкою сошника в поздовжньому напрямку (приймається рівним до 10 мм).

Довжина щік сошника на рівні нижнього обріза заднього направітеля визначається за виразом:

_X4=х₂-R (8)

де R - радіус кривизни лобовій поверхні сошника.

Так як щоки експериментального сошника вертикальні і паралельні, то ширина опорної поверхні сошника дорівнює ширині розтруба.

У анкерних сошників, з метою кращого осипання грунту і закладення насіння вологими шарами, задній кут зрізу щік повинен відповідати середньому куту природного укосу грунту.

Довжина опорної площини зернового каналу повинна бути не більше довжини щік цього каналу на рівні нижнього обріза і не менше горизонтальної проекції відбивача насіння.

Загальна висота сошника була прийнята згідно з розрахунками і з урахуванням рекомендацій проф. А.Н. Семенова, що дорівнює 250 мм.

Дальність відкидання грунту, це те ж саме, що ширина бокового грунтового валика (рис. 4)

Для поліпшення рівномірності розподілу насіння в грунті та процесу її осипання в бічних щоках розтруба можуть бути виконані вирізи.

Розглядаючи взаємодію лапового сошника з грунтом, необхідно підкреслити, що лапа представляє собою тригранний клин.

П.М. Василенко, П.Т. Бабин [10], розглядаючи взаємодію клина з грунтом, розрізняють три фази: ущільнення, зсуву та утворення пласта по поверхні клина. Остання фаза враховує процеси абсолютного, переносного і відносного переміщень зрушеного елемента (рис. 3).

Досліджуючи взаємодію лапового сошника з грунтом, нас більше цікавить третя фаза, тому що вона обумовлює процес відкидання грунту.

За час руху клина t на відстань ОА, частки грунту перемістяться з точки О в d, При рівномірному русі клина швидкості визначаються:

Рис. 4. Схема процесу бороздообразованія.

(13)

де δ - кут природного укосу грунту;

b - ширина робочого органу.

вирішуючи щодо Аb₁, маємо:

(14)

З трикутника швидкостей визначимо абсолютну швидкість грунтової частинки:

З

(12)

(15)

Останнє рівність показує, що абсолютна швидкість буде зростати зі збільшенням кута a₀.

де - задана глибина ходу сошника. Відповідно до теорії тиску грунтів в момент граничної рівноваги кут нахилу площини ковзання дорівню:

Рис. 3. Трикутник швидкостей при взаємодії грунту з сошником.

де φ - кут внутрішнього тертя грунту.

У теж час, з малюнка

З рівності (15), замінивши його значенням, отримаємо:

(16)

(17)

Прирівнюючи праві частини рівностей (16) і (17), отримуємо:

(9)

(10)

(11)

Литература

(18) 1. Горячкин В.П. Собрание сочинений, том 1, 2, 3. Изд-во «Колос», М., 1965.

2. 

   

   З урахуванням (14) остаточно маємо:

   (19)

   Синеоков Г.Н. Деформации, возникающие в почве под воздействием клина. Труды Всесоюзного научно-исследовательского института сельскохозяйственного машиностроения. ВИСХОМ. Выпуск 33. Машгиз, М., 1962. - с. 115-120.

3. Грачев Л.А. Влияние постановки ножей и стойки плоскорежущих лап на сопротивление почвы при культивации. Вестник сельскохозяйственных наук. В. 5. М., 1940.-е. 33-39.

4. 

   Останнє рівність показує, що ширина бокового грунтового валика є функція глибини ходу і ширини робочого органу, а також фізико-механічних властивостей грунту.

   Тобто зі збільшенням ширини робочого органу і глибини його ходу збільшується ширина бокового грунтового валика, що супроводжується погіршенням процесу осипання грунту, а значить і загортання насіння. А також є небезпека закидання грунтом сусідніх рядків.

   Підставляючи у формулу (19):

   Желиговский В.А., Зеленин А.Н. Физические основы теории резания грунтов. Известия АН СССР. Изд. АН СССР № 11, М., 1951. — с. 17-21.

5. Гологурский Т.М. Технические процессы в почве при её обработке. Петроград, 1917. - 105 с.

6. Зеленин А.Н. Резание грунтов. Издание Академии наук СССР. - М., 1959. - 205 с.

7. Бородкин В.В. Изучение деформации почвы при вспашке. Автореферат. М., 1953. -24 с.

8. Кирюхин В.Г. Исследование деформации почвы при вспашке. Материалы н. - т. совета ВИСХОМ, вып. 7, 1960. - с. 24-29.

9. Семенов А.Н. Зерновые сеялки. М. - Киев: Машгиз, 1959. - 381 с.

10. 

    Тобто якщо лаповие сошники ставити в два ряди, то відстань між сусідніми сошниками в ряді можна ставити з інтервалом 30 см.

    У результаті вирішення завдань, поставлених у статті, визначені конструктивні й технологічні параметри комбінованих лапових сошників.

    Василенко П.М., Бабий П.Т. - Культиваторы. Конструкция, теория и расчет. Изд-во Украинской Академии сельхознаук. К., 1961. -321 с.