Лекція 2 Розрахунок робочих органів борін

1. Класифікація та вимоги до роботи зубових борін

Борони – це знаряддя, призначені для поверхневої обробки ґрунту, лише важкі дискові і деякі пружинні борони можуть обробляти ґрунт на глибину до 20 см. За допомогою зубових борін розпушують, перемішують і вирівнюють поверхню ґрунту, вичісують і присипають бур’яни, заробляють добрива і насіння у ґрунт, а також проріджують посіви. Найбільш поширені борони-зигзаг, вони агрегатуються з трактором в 1 – 2 ряди таким чином, щоб повністтю його завантажити. За масою ці борони поділяються на легкі (0,4...1кг маси на 1 зуб), середні (1,3...1,8кг маси на 1 зуб) та важкі (1,9...2,3кг маси на 1 зуб).

Зубова борона повинна задовольняти такі вимоги:

1. Кожен зуб борони повинен проводити власну борозенку розташовану на однаковій відстані від борозенки сусіднього зуба по всій ширині захвату.

2. Віддаль між зубами на поперечній планці повинна унеможливлювати забивання борони.

3. Відстань між зубами, що проводять сусідні борозенки має бути узгодженою з глибиною їх ходу.

4. Для рівномірного і спокійного ходу борони кожен зуб на одній поперечній планці повинен працювати в однакових умовах.

5. Сила тяги, для забезпечення стійкості ходу борони, повинна проходити через слід її центра ваги і спрямовуватись під кутом 14-20⁰ до горизонту.

У випадку порушення першої умови нераціонально використовуватимуться зуби борони і спостерігатимуться огріхи на поверхні поля. Віддаль між сусідніми зубами на одній поперечній планці повинна бути достатньою для проходження рослинних решток і унеможливлювати створення суцільного масиву переміщення ґрунту. Погодження глибини ходу зубів із віддалю між ними необхідне для усунення необроблених смужок b₀ або смужок, що оброблені двічі с₀ (рис. 2.1). Оскільки у першому випадку поле буде оброблене із огріхами, а у другому – обробіток буде нерівномірний по поверхні, тобто у смузі перекриття частинки ґрунту будуть зсуватись вперед і хаотично розсипатись поверхнею поля.

Рис. 2.1. Схема взаємного впливу глибини ходу зубів та віддалі між ними на якість роботи борони

Виконання четвертої умови необхідне для забезпечення спокійного і рівномірного ходу борони, оскільки за невиконання цієї умови виникатимуть зусилля які прагнутимуть зсунути борону в бік або обертати в горизонтальній площині.

2. Побудова зубового поля борони

Розглянуті вище вимоги найбільш повно задовольняє борона, зубове поле якої побудоване за розгорткою багатозахідного гвинта.

Розгортка гвинтової лінії на площину відображається нахиленим до горизонту під деяким кутом α відрізком АВ. При цьому крок гвинта визначається залежністю:

,

де - кут нахилу гвинтової лінії до твірної циліндра.

Для багатозахідного гвинта існує також залежність

,

де - число заходів гвинта; - зміщення розгонутих гвинтових ліній одна відносно одної, м.

Якщо нанести на лінії розгортки багатозахідного гвинта твірні циліндра та провести через точки перетину лінії розгортки гвинта і твірних циліндра похилі лінії то отримаємо ряд відрізків ДС (рис. 2.2), які можна розглядати як розгортки гвинтових ліній зворотного напряму. Для гвинтових ліній зворотного напряму крок позначимо через , а число заходів через . З отриманої схеми легко намітити зубове поле борони „зигзаг”. Для такої борони поперечні планки розташовані по твірних циліндра, а їх кількість позначимо через М. Зигзагоподібні планки розташовані за розгортками гвинта прямого і зворотного напрямків. Кількість поперечних планок і кількість заходів і зв’язані залежністю

.

Рис. 2.2. Побудова зубового поля борони за розгортками багатозахідного гвинта

Відповідно до типу борони та її призначення задають ширину міжрядь , відстань між поперечними планками та відстань між зубами на поперечних планках. Ширину міжрядь визначають за формулою:

,

де - глибина боронування ( мм, – для важких борін; мм, – для середніх; мм, – для легких борін).

Для отримання борони, яка відповідає висунутим вище вимогам, повинні виконуватись такі умови:

1. Кількість горизонтальних планок М та ходів гвинта не повинні мати спільного множника, бо величина останнього обумовлює кількість зубів, що проходитимуть по одній і тій самій борозенці;

2. , оскільки при , що дає для зворотного гвинта розгортку однозахідного гвинта, обумовлюючи змієподібний неспокійний хід борони і виключає можливість агрегатування кількох ланок в один агрегат;

3. Кут нахилу гвинтової лінії до твірної циліндра визначають з виразу:

,

де - число на яке кількість ходів відрізняється від кількості горизонтальних планок , тобто (якщо то і коли ).

Для зменшення забивання борони рослинними рештками, поперечні планки розташовують так, що віддаль між середніми планками була більшою ніж між крайніми. У цьому випадку розміщення зубів по розгортці гвинта призводить до різних міжрядь.

Для забезпечення однакових міжрядь необхідно за схемою встановити порядок розміщення зубів, який складає 2-5-3-1-4. Тоді керуючись отриманою послідовністю на поперечні планки п’ятипланчастої борони, які розташовані на різних віддалях одна від одної, послідовно проектують точки, що розташовані одна від одної на однаковій віддалі, яка рівна встановленому міжряддю а. Використовуючи вказану послідовність можна намітити розташування зубів і у випадку коли поперечні планки розташовані на однаковій віддалі.