Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Современное состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1. Особенности безотвальной обработки почвы и требования, предъявляемые к почвообрабатывающим машинам. Анализ конструкций рабочих органов культиваторов-плоскорезов-глубоко-рыхлителей и их рекомендуемые параметры
1.2. Анализ существующих теорий по обоснованию параметров плоскорежущих рабочих органов 28
1.3. Выводы. Цель и задачи исследования 41
Глава II. Исследование процесса взаимодействия плоскорежущего рабочего органа с почвой
2.1. Процесс формирования пласта 43
2.2. Траектория движения пласта 55
2.3. Крошение и разрушение пласта рабочим органом 70
2.4. Влияние конструктивного оформления рабочего органа на качественные показатели работы . 76
CLASS Глава III. Программа и методика экспериментального исследовани CLASS я
3.1. Программа экспериментального исследования. 84
3.2. Опытные образцы рабочих органов и экспериментальная установка. Приборы, оборудование и приспособления, используемые для измерения агротехнических и энергетических показателей рабочих органов глубокорыхлителя 86
3.3. Устройства и оборудование, применяемые при лабораторных исследованиях. Методика определения относительной траектории и угла вступления пласта почвы на трехгранный клин. 108
3.4. Методика тарировки измерительной аппаратуры и тензозвеньев, обработки полученных данных и оценка их точности 119
3.5. Методика проведения экспериментальных исследований 127
CLASS Глава ІV. Результаты экспериментальных исследовани CLASS й
4-.І. Лабораторные исследования:
а) Влияние конструктивных параметров клина на характеристики формируемого пласта 130
б) Характер движения пласта на рабочем органе с переменным углом резания
в) Влияние стойки и клина на размеры развальной борозды и высоту неровностей поля. "2
г) Направление относительной траектории и
угол вступления пласта на трехгранный клин 135
4-.2. Полевые исследования: 139
4-.2.1. Влияние переменного угла резания по длине лемеха на крошение почвенного пласта 145
4-.2.2. Зависимость размеров развальной борозды от конструкции башмака и переменного угла резания
4-.2.3. Сравнительная характеристика рабочих органов глубокорыхлителей с фигурным башмаком и серийных по: 147
а) размерам развальной борозды и сохранности стерни
б) крошению почвенного пласта и гребнистости поверхности поля 152
в) тяговому сопротивлению, устойчивости хода и по созданию эрозионно-опасных частиц
4.2.4. Сравнительная характеристика рабочих органов глубокорыхлителя с переменным углом резания по длине лемеха, имеющих фигурный башмак и серийных по:
а) крошению почвенного пласта и гребнистости поверхности обработанного поля 155
б) размерам развальной борозды и сохраннос ти стерни 160
в) тяговому сопротивлению, заглубляемости, устойчивости хода и созданию эрозионно-опасных частиц
Глава V. Технико-экономическая эффективность применения Экспериментальных рабочих органов культиватора
Выводы
Список литературы
Приложения
- Особенности безотвальной обработки почвы и требования, предъявляемые к почвообрабатывающим машинам. Анализ конструкций рабочих органов культиваторов-плоскорезов-глубоко-рыхлителей и их рекомендуемые параметры
- Крошение и разрушение пласта рабочим органом
- Опытные образцы рабочих органов и экспериментальная установка. Приборы, оборудование и приспособления, используемые для измерения агротехнических и энергетических показателей рабочих органов глубокорыхлителя
- Характер движения пласта на рабочем органе с переменным углом резания
Введение к работе
В решениях ХХУІ съезда Коммунистической партии Советского Союза отмечено [і], что "... В земледелии важнейшей задачей является всемерное повышение плодородия почв и урожайности...".
На майском (1982 г.) Пленуме ЦК КПСС, разработавшим "Продовольственную программу СССР на период до 1990 года и меры по ее реализации" [2], одной из мер реализации этой программы поставлена задача "... высокоэффективного использования земли..." и подчеркнуто, что "... При сохранении стабильности посевных площадей зерновых культур основной путь наращивания производства зерна - повсеместное повышение урожайности. Необходимо поднять за десятилетие урожайность зерновых культур на 6...7 центнеров и довести ее к 1990 году до 21...22 ц/га. Намечается увеличить среднегодовое производство зерна в одиннадцатой пятилетке до 238...243 млн. т. и в двенадцатой пятилетке - 250...255 млн. т. Обеспечить производство зернобобовых культур в 1985 году в количестве 12...14 млн.т. и в 1990 году - 18...20 млн.тонн ...".
В системе мер по сохранению и увеличению плодородия почв важное место занимает планомерное осуществление противоэрозион-ных мероприятий. Советское государство уделяет неослабное внимание данному вопросу. В Постановлениях ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 20 марта 1967 г. "О неотложных мерах по защите почв от ветровой и водной эрозии" [з] и от 10 апреля 1983 г. "О мерах по дальнейшему повышению технического уровня и качества машин и оборудования для сельского хозяйства, улучшению использования, увеличению производства и поставки их в 1983-1990 гг." [V) борьба с ветровой эрозией, выпуск и производство машин, в полной мере отвечающих современным требованиям, рассматривается как одна из важнейших государственных задач.
Увеличение производства сельскохозяйственной продукции тесно связано с решением задач по росту урожайности возделываемых культур. Важная роль в повышении урожайности принадлежит качеству выполнения агротехнических операций, в частности по обработке почвы. По данным американских ученых [5],урожайность зерновых культур на 25 % зависит от качества обработки почвы.
Около 92 млн. га пашни Казахстана, Западной Сибири, Алтайского края, на которой возделываются зерновые культуры, расположены в степной засушливой зоне [б]. К моменту проведения основной безотвальной обработки данные почвы сильно высыхают, становятся тверды.и и при обработке скалываются большими кусками, образуя так называемые "чемоданы", что резко ухудшает качество обработки почвы. Все это вызывает необходимость дополнительных проходов сельхозмашин по полю, что оказывает отрицательное влияние на структуру пахотного слоя, его плотность и биологическую активность, возрастают общие затраты энергии.
Используемые в настоящее время на основной безотвальной обработке почвы рабочие органы культиваторов-плоскорезов-глубоко-рыхлителей еще не полностью отвечают агротехническим требованиям, особенно по качеству крошения почвенного пласта, сохранению стерни, размерам развальной борозды, гребнистости, а также равномерности крошения по ширине захвата плоскорежущего рабочего органа. Недостаточно изучены геометрические параметры рабочих органов культиваторов-плоскорезов-глубокорыхлителей. Обычно при разработке рабочих органов на первый план выдвигалось требование минимального тягового сопротивления без учета факторов, влияющих на качество выполнения агротехнических операций.
В связи с изложенным возникает необходимость теоретического и практического исследования поставленных вопросов.
Данная работа посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию по совершенствованию рабочих органов кулътиватора-плоскореза-глубокорыхлителя с целью улучшения качества выполнения ими агротехнических требований.
Объектом исследования является процесс взаимодействия рабочего органа культиватора-плоскореза-глубокорыхлителя с почвой. Предметом исследования данной работы является выявление закономерностей процесса взаимодействия рабочего органа с почвой.
Научная новизна состоит в том, что получены уравнения, определяющие параметры процесса формирования пласта на рабочей поверхности лемеха, а также выражения для определения угла резания и его связи с параметрами рабочего органа. Установлено, что переменный угол резания по длине лемеха обеспечивает значительное улучшение крошения почвы. Определено аналитически и проверено экспериментально выражение для определения ширины развальной борозды, подтверждающее научную гипотезу о том, что конструктивное оформление рабочего органа влияет на качество выполнения агротехнических операций. Разработан способ определения угла вступления пласта на рабочую поверхность клина и устройство для его осуществления. Разработаны опытные образцы рабочих органов культива-тора-плоскореза-глубокорыхлителя, имеющие переменный угол резания и фигурный башмак. На основании теоретических и экспериментальных исследований выявлено, что опытные образцы рабочих органов культиватора-плоскореза-глубокорыхлителя имеют лучшие агротехнические показатели по сравнению с серийными.
Новизна рабочих органов культиватора-плоскореза-глубокорых-лителя с переменным углом резания защищена авторским свидетельством и положительными решениями ВНИИГПЭ.
Результаты исследований переданы во ВНИИЗХ (п. Шортанды, Целиноградской обл.) с целью использования их при проектировании рабочих органов культиваторов-плоскорезов-глубокорыхлителей.
В процессе выполнения работы в 1982...1984 гг. было изготовлено 15 образцов различных типов рабочих органов культиваторов-плоскорезов-глубокорыхлителей.
Опытные образцы рабочих органов культиватора-плоекореза-глу-бокорыхлителя с различной интенсивностью изменения угла резания по длине лемеха были внедрены во Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте зернового хозяйства (пос. Шортанды, Целиноградской обл.), в Челябинской области (учхоз ЧИМЭСХ, Сосновского района), оказана помощь в изготовлении усовершенствованных рабочих органов КПГ совхозу "Березовский", Куртамышского района, Курганской обл.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с Междуведомственной программой научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ на I98I-I985 гг. по решению научно-технического задания 0.сх.109 "Разработать и внедрить машины и орудия для защиты почв от водной, ветровой и других видов эрозии, предусмотренные системой машин на I98I-I990 гг.,и обосновать новые технологические процессы и средства механизации, удовлетворяющие требованиям почвозащитного земледелия", тема 02.08. "Плоскорез-глу-бокорыхлитель секционный к трактору класса 8 тс" (выполняется по программе 0.20.01 С.М.Р26.05).
Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-теоретических конференциях ЧИМЭСХ (1982...1984 гг.), Западно-Казахстанского СХИ (1983...1984 гг.), Целиноградского СХЙ (1983 г.), ВНИЙЗХ (п. Шортанды, Целиноградской обл., 1984 г.).
Работа выполнена на кафедре "Почвообрабатывающие и посевные машины" Челябинского ордена Трудового Красного Знамени института механизации и электрификации сельского хозяйства в 1982... 1984 гг.
По результатам исследований опубликовано 6 печатных работ, выпущено 3 информационных листка, получено I авторское свидетельство и 2 положительных решения ВНЙИГПЭ.
Особенности безотвальной обработки почвы и требования, предъявляемые к почвообрабатывающим машинам. Анализ конструкций рабочих органов культиваторов-плоскорезов-глубоко-рыхлителей и их рекомендуемые параметры
Безотвальная обработка почвы занимает важное место в комплексе мер по защите почвы от ветровой эрозии. По данным ЦСУ СССР в 1979 году обработка почвы без плуга осуществлялась на площади 33,9 млн.га, посев стерневыми сеялками - на 35 млн. га. Ежегодно площадь земель, обработанных с применением почвозащитной системы земледелия, увеличивается на 2,5...3,0 млн. га [?].
Большая работа по обоснованию и внедрению противоэрозионной обработки почвы проделана учеными ВНИИЗХа под руководством академика ВАСХНИЛ Бараева А.И. Ведутся дальнейшие разработки по применению безотвальной обработки почвы для различных районов проявления ветровой эрозии.
По состоянию на 1983 г. около 40 % засеваемых в США площадей обрабатывают с применением почвозащитной технологии, а к 1990 г. площадь таких земель составит 60 % [5J.
При безотвальной обработке почвы на 26 % [8J увеличивается мощность снежного покрова на полях, значительно ослабляются губительные действия засухи и суховеев, почва промерзает на меньшую глубину, формируется более высокий урожай, чем при вспашке плугами [9].
Огромное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур оказывает качество обработки почвы. й.Б.Ревут отмечает QcoJ, что при обработке почвы различными сельскохозяйственными машинами происходит процесс их непосредственного воздействия на структуру почвы, и делает вывод, что обработка почвы прежде всего должна обеспечить крошение почвы на макроструктурные отдельности.
В общих чертах влияние качества обработки почвы (плотности, крошения, скважности и т.д.) на урожайность определено. Исследованиями отечественных и зарубежных [її, 12, 13, 14, I5J ученых установлена, например, оптимальная плотность почвы при посеве и посадке различных сельскохозяйственных культур (рис. І.І).
Основные площади земель, подвергающиеся безотвальной обработке, расположены в степной засушливой зоне [б], которая характеризуется высокими температурами воздуха, ветрами, малым количеством осадков. При основной обработке данные земли скалываются большими кусками, образуя так называемые "чемоданы" (рис. 1.2).
Гуков Я.С. [іб] отмечает, что в условиях Ворошиловоградской и Запорожской областей при зяблевой обработке КПГ-250 образуются широкие развальные борозды и куски почвы больших размеров,для дробления которых нужна дополнительная обработка.
Исследованиями Бурякова А.С. [l7] установлено, что на почвах с пониженной влажностью орудия КПГ-250, КПГ-2-І50 не обеспечивают удовлетворительного крошения, размеры глыб при этом могут быть равны расстоянию между стойками рабочих органов. Он также отмечает, что глыбистая поверхность пашни и неравномерное крошение почвы по ширине захвата увеличивают потерю влаги из почвы, а при движении орудий в малоувлажненных почвах за стойками рабочих органов образуются большие развальные борозды.
"... В условиях южной части Украины, - как отмечает заслуженный агроном УССР Н.Кинш [l8] , - в засушливые годы почва настолько уплотняется, что при вспашке ломаются отвалы тракторных плугов, масса глыбы при этом достигает 80 кг. ...".
В.Ф.Мирошниченко, Ю.П.Полоус [і9] установлено, что при вспашке сухих, уплотненных почв крошение по ширине захвата рабочего органа неравномерное.
Плоскорежущими орудиями в Казахстане и Западной Сибири обрабатывается около 17 млн. га [20J эрозоинно-опасной пашни. Следовательно, проблема качественной обработки почвы приобретает важное значение.
В Челябинской области в 1985 году будет обработано с использованием почвозащитной технологии 1,6 млн. га [2l] . Эти почвы различны по своему составу и поэтому для качественного их крошения необходимы орудия с различными, оптимальными для данного конкретного типа почвы, углами резания рабочих органов. Орудия, работая удовлетворительно в одной зоне, будут неработоспособны в другой, а это значит, что обработка почвы будет вестись с нарушением технологии на огромных площадях. Поэтому стоит задача универсализации, в пределах возможного, рабочих органов для безотвальной обработки почв и в то же время увеличения номенклатуры сменных рабочих органов для качественной обработки почвы в различных почвенно-климатических зонах.
Таким образом, почвенно-климатические особенности требуют дальнейших исследований по совершенствованию плоскорежущих рабочих органов.
Общеизвестно, что агротехнические требования к плоскорезным орудиям определяются особенностями почвозащитной системы земледелия, требованиями к технологическим операциям при обработке почвы, условиями работы и заключаются, например, для плоскореза-глубокорыхлителя ПГ-3-5 в следующем [22]: I. Плоскорез-глубокорыхлитель должен обеспечивать рыхление почвы на глубину от 15 до 30 см, отклонение средней глубины об- от заданной не должно превышать + 1,5 см. 2. Плоскорез-глубокорыхлитель в оптимальных условиях (влаж ность 17...20 %, твердость почвы до 2,5 МПа) должен обеспечивать крошение почвы с содержанием не менее 75...80 % комков размером до 5 см. Не допускается образование глыб размером более 15 см. 3. Рабочие органы должны полностью подрезать корни сорных растений на глубине хода лемехов. 4. После прохода орудия на поверхности поля должно сохраняться не менее 70...75 % стерни и других пожнивных остатков. 5.- Содержание эрозионно-опасных частиц почвы размером менее I мм в поверхностном слое 0...5 см не должно возрастать по сравнению с исходным количеством их до прохода орудия.
б. Поверхность поля после прохода орудия должна быть ровной, средняя высота гребней и глубина борозд допускается не более 7 см. Ширина борозд по следам стоек рабочих органов в оптимальных условиях должна быть не более 20 см по верху. Выполнение определенного агротребования зависит от конкретного конструктивного показателя рабочих органов и орудия в целом.
Анализ результатов исследований и испытаний рабочих органов позволил установить, что такие важные агротехнические показатели, как крошение почвенного пласта, сохранение стерни, крошение по ширине захвата рабочих органов, определяются в основном параметрами клина. Поэтому необходимы дополнительные исследования по изучению процесса взаимодействия пласта почвы с рабочими органами, влияния его параметров на выполнение агротребований.
Крошение и разрушение пласта рабочим органом
Предложенные нами рабочие органы культиватора-плоскореза-глубокорыхлителя с переменным углом резания имеют (рис. 2.15) уменьшающийся (схема Ш,а) и увеличивающийся (схема III,б) углы резания от носка к пятке лемеха. Данные рабочие органы хорошо крошат пласт, не скалывают больших кусков почвы.
Подводя итог данной части, можно сделать следующие выводы: 1. Траектория относительного движения пласта по лемеху ( I) ) направлена от стойки рабочего органа к стенке борозды и хорошо описывается уравнением (14). 2. С увеличением угла ( ) (при V = СОЛ51 ) значения ( 17 ) уменьшаются, а угол ( X) - увеличивается, в то же время при увеличении угла ( X ) (при = СОЛS1 ) значения ( О ) увеличиваются, а угол ( X ) - уменьшается. 3. Предложен новый метод определения относительной траекто рии движения пласта, более надежный и точный по сравнению с су ществующими. Ц-. Изменяя параметры плоскорежущей лапы (, ), угол резания ( X ) можно регулировать с целью получения заданных агротехнических показателей. 5. Для изменения угла ( X) наиболее целесообразно, с точки зрения технологической (агротехнической) и конструктивной, изменять угол постановки лемеха к дну борозды ( ). 6. Задаваясь определенной закономерностью изменения угла ( X ) по длине лемеха, можно изменять крошение почвы.
Исследованиями В.А.Желиговского, В.И.Виноградова [82, 95] установлена объективная закономерность, связывающая показатель крошения со степенью напряженного состояния в пласте почвы.
При движении двугранного клина в почве напряженное состояние (рис. 2.16) в пласте создается следующими силами: (і - реакция недеформированной почвы, находящейся впереди клина; Г - сила динамического давления; Q - сила тяжести; (J - результирующая элементарных нормальных давлений и сил трения на рабочей поверхности клина. Под действием этих сил пласт получает основные виды деформаций - изгиб и кручение, в результате которых в нем возникает напряженное состояние.
В напряженном состоянии пласт можно представить в виде бруса, методы расчета которого на изгиб известны. Если наряду с изгибом брус претерпевает еще и деформации кручения, то оценка его напряженного состояния и степени опасности этого напряженного состояния может быть осуществлена с введением эквивалентного напряжения. Эквивалентное напряжение как бы сводит сложное напряженное состояние к простому растяжению и вычисляется как определенное сочетание главных напряжений. Формула сочетания определяется выбранной теорией прочности.
Определим напряженное состояние, создаваемое в почве двугранным клином с углом ( б-COflSi ) по ширине клина (рис. 2.17). В процессе движения клина напряженное состояние в пласте почвы создается в основном изгибающим моментом.
При изгибе в поперечном сечении пласта возникают нормальные и касательные напряжения. Однако величины касательных напряжений при изгибе обычно малы по сравнению с нормальными, что позволяет в первом приближении пренебречь касательными напряжениями [9б] . Общеизвестно, что
В связи с тем, что задачей данной работы является разработка и исследование рабочих органов культиватора-плоскореза-глубо-корыхлителя, предназначенных для обработки в основном твердой пересушенной почвы, то для определения. ( 6экВ ) принимается П теория прочности, наиболее соответствующая свойствам твердой пересушенной почвы, как хрупкому телу [97].
Опытные образцы рабочих органов и экспериментальная установка. Приборы, оборудование и приспособления, используемые для измерения агротехнических и энергетических показателей рабочих органов глубокорыхлителя
Величина ( А ) - это есть разница между большим и меньшим углами резания по длине лемеха (интенсивность изменения угла резания).
Для улучшения крошения почвенного пласта были предложены рабочие органы с переменным углом резания (Г-2, Г-2а, Г-26, Г-2в, Г-2г, Г-3, Г-За). Для определения влияния интенсивности изменения угла резания по длине лемеха на агротехнические показатели, в частности, на качество крошения почвенного пласта было предложено 4 вида рабочих органов, отличающихся друг от друга различной величиной (& ) ( л= 8, 14, 20, 22).
Криволинейные лемехи и постели для данных рабочих органов t o = 800...900 С) на специальных приспособлениях-оправках (рис. 3.7), изготовленных из набора различных пластин определенной формы. Но контурным размерам рабочая поверхность оправки должна быть не меньше аналогичных размеров лемеха. Внутри оправки, равномерно по ее длине расположены перегородки для усиления жесткости конструкции, одна вертикальная сторона которых по длине оправки возрастает или уменьшается в зависимости от того, с какого торца оправки будет находиться носок лемеха. Оправки,также как и лемехи, бывают правые и левые.
Определенная интенсивность ( Дв. ) задается при помощи различных плоских клиньев, вставляемых между оправкой и лемехом при изгибании последнего.
На оправке имеется зажимной механизм (на рис. 3.7 не показан), представляющий из себя уголок размером 63x40 мм, приваренный к прямоугольной стороне рабочей поверхности оправки и двух-трех зажимных болтов, которые расположены на одной из сторон (верхней) уголка, а также пластины, в которую упираются зажимные болты. Та
ким образом происходит удерживание лемеха на рабочей поверхности оправки при его изгибании.
На оправках, изображенных на рис. 3.7, удерживание лемеха производилось при помощи уголка и винтового пресса. Подробно процесс изготовления оправок, изгибания лемехов и постелей описан в приложении 3.2.
Эта технология была использована при изготовлении рабочих органов с криволинейными лемехами в совхозе "Березовский" Кур-тамышского района, Курганской области, а также при изготовлении экспериментальных рабочих органов на Челябинском опытном заводе "Ремдеталь".
В результате поисковых экспериментов было отмечено, что выступающая часть башмака из площади, горизонтальной проекции лемехов, со стороны их нерабочей поверхности, оказывает влияние на ширину развальной борозды. Было предложено 4 вида рабочих органов с различной степенью виступання башмака.
Выступание башмака (рис. 3.8) характеризуется площадью ( дОІОС ) или величиной катета ( йЬ ). При проведении экспериментов величина катета ( Q0 ) принималась равной 0 (серийн.), 45, 90, 135, 180 мм. За начало отсчета принималась точка ( CL ). Причем, с целью обеспечения жесткости конструкции, ширина крыльев башмака от пятки к носку выполнена увеличивающейся. Для этой же цели место соединения крыльев с основной частью башмака выполнено в виде плавного округления. Подробно изложен порядок изготовления рабочего органа с фигурным башмаком в информационном листке № 59-84 Челябинского ЦНТИ [9б] .
Для рабочих органов с переменным углом резания жесткость дополнительно создавалась еще при помощи привариваемых к башмаку постелей [99, Ю0].
Для испытаний предлагаемых рабочих органов использовалась центральная секция гшоскореза-глубокорыхлителя ПГ-3-5 (рис.3.9) и рамы орудий КПГ-250 (рис. 3.11) и КПТ-2-І50 в несколько измененном варианте (рис. 3.10). Использовать серийную раму КПТ-2-І50 для испытаний было нельзя, так как ширина захвата рабочих органов КИГ—2-150 больше, чем КПГ-250 и ПГ-3-5, для которых предназначены экспериментальные рабочие органы. Поэтому на серийную раму КПГ-2-І50 был приварен центральный брус и боковые П-образные брусья. Расстояние между рабочими органами на раме было выбрано с учетом необходимого перекрытия между лемехами.
Смена рам для экспериментальных рабочих органов обусловлена условиями проведения экспериментов и организационными мероприятиями кафедры "Почвообрабатывающие и посевные машины" ЧИМЭСХ, выполняющей большое количество хоздоговорных и госбюджетных работ.
Для измерения агротехнических показателей работы экспериментальных и серийных рабочих органов было использовано стандартное оборудование согласно 0CT-7Q.4.I-8Q (Приложение 3.3). Кроме того, потребовалось изготовление дополнительных приспособлений, с использованием известных рекомендаций [iOIj . Для взятия проб по определению крошения почвы был изготовлен разборный металлический ящик, рамка размером 0,5x0,5 м2, набор почвенных решет с диаметром отверстий 50, 100, 200 мм. Взятие проб и определение крошения почвы производилось в соответствии с 0GT-70.4.I-80 [101].
Характер движения пласта на рабочем органе с переменным углом резания
Координатная сетка больше деформирована у края с большим углом резания, а у края клина с меньшим углом резания координатная сетка, наоборот, несколько вытянута.
При движении трехгранного клина с переменным углом резания в черноземе обыкновенном ( W = 26,6 %) (рис. 4.3) замечено некоторое смещение пласта к краю трехгранного клина с меньшим углом резания.
В процессе движения трехгранного клина с уменьшающимся углом резания также наблюдался эффект изгиба и кручения пласта (рис. 4.4).
Таким образом, лабораторный эксперимент показал, что в процессе движения трехгранного клина с переменным углом резания в почве происходит изгиб и кручение пласта одновременно, тогда как при движении обычного плоского трехгранного клина ( д = 0) происходит только изгиб пласта (рис. 4.1).
О целью выяснения влияния стойки и клина на процесс образования неровностей и развальной борозды, то есть механики формирования данных показателей, был поставлен эксперимент, результаты которого частично изложены во II главе (раздел 2.4).
Схема измерений размеров развальной борозды и неровностей участка после прохода стойки (рис. 4.6) представлены на рис. 4.5. Некоторые результаты измерений по данной схеме приведены в приложении 4.1.
Кривые, представленные на рис. 2.20, свидетельствуют о том, что наблюдается прямая зависимость между толщиной стойки ( 0 ) и высотой неровностей ( Z ), глубиной обработки ( Н ) и высотой неровностей ( Z ), Увеличение толщины стойки и глубины обработки в 2 раза увеличивает высоту неровностей также в 2 раза (рис. 2.20). Изменение поступательной скорости движения оказывает незначительное влияние на высоту неровностей, однако оказывает влияние на дальность разброса почвы ( д ). На рис. 2.20 увеличение ( V ) ь 4 раза увеличивает величину ( X ) примерно в 2 раза.
Влияние стойки и спаренного трехгранного клина на размеры развальной борозды приведены в приложении 4.2. Необходимо отметить, что увеличение угла постановки клина к дну борозды увеличивает ширину развальной борозды.
Данный лабораторный эксперимент в совокупности с теоретическими исследованиями позволил сделать выводы, изложенные во П главе (раздел 2.4).
В связи с тем, что среди ученых нет единого мнения относительно направления траектории движения частицы по рабочей поверхности рабочего органа и в то же время существующие методики по определению угла вступления пласта ( П ) на рабочую поверхность не точны, применение которых связано с большими материальными затратами и трудностями, нами был поставлен эксперимент и предложена методика определения вышеуказанных показателей.
В результате проведения лабораторных экспериментов установлено, что направление относительной траектории пласта почвы на спаренном трехгранном клине располагается от стойки в сторону стенки борозды под углом ( 17 ) к лезвию рабочей грани. В приложении 4.2 приведены результаты измерения угла ( П ) по предложенной методике.
Как свидетельствуют данные (приложение 4.2), изменения ширины развальной борозды на глубине обработки, равной ( Г) ООП ), не наблюдалось, а с увеличением глубины обработки больше указанного предела ширина развальной борозды уменьшалась.
Необходимо отметить, что увеличение угла постановки лемеха к дну борозды ( 6. ) приводит к увеличению (0 ) и к уменьшению (17 ), а увеличение угла раствора ( 2Х ) клина к уменьшению ( 0 ) и к увеличению (О ). При угле постановки клина к дну борозды ( ), равным 20, и ширине развальной борозды ( 0 = 1,2 см) (приложение 4.2) угол вступления пласта ( П ), согласно предложенной методике, равен 5240 , а при = 40 и 0 = 5 см угол вступления равен 47.
Рассматривая физику процесса формирования пласта на клине с использованием коэффициента трения почвы о поверхность клина, В.Б.Бледных [ь7] подтвердил правильность формулы (1ч). При этом автором отмечается незначительное влияние данного коэффициента на конечный результат.
Эксперименты показали, что формула (14) по определению ( 17 ) работоспособна на всех испытываемых средах (горох -рис. 4.7, сухой песок - рис. 4.8, чернозем обыкновенный) и что полученные зависимости согласуются с теоретическими исследованиями (рис.2.10,2.12) как по характеру, так и по численным значениям.
