Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования ...?
1.1. Почвозащитные агротехнологии в республике Дагестан 7
1.2. Анализ технологий и машин для щелевания почвы 11
1.3. Исследование процесса рыхления почвы 30
1.3.1. Схема процесса рыхления 30
1.3.2. Гипотеза о постоянстве скорости разрушения почвы 35
1.4. Цель и задачи 39
2. Теоретические исследования щелерезного рабочего органа 41
2.1. Влияние скорости движения рабочего органа щелереза на силу резания почвы 41
2.2. Критическая скорость резания почв 45
2.3. Динамика процесса резания почвы 50
2.4. Влияние скорости резания щелерезом на сопротивление почвы 57
2.5. Определение основных геометрических параметров ножа-щелереза...61
2.6. Определение силы сжатия пружины 66
2.7. Анализ формирования и протекания автоколебаний 72
2.8. Энергоемкость процесса щелевания... 77
2.9. Выводы 82
3. Программа и методика экспериментальных исследований 83
3.1. Программа экспериментальных исследований 83
3.2. Лабораторно-стендовые исследования 83
3.2.1. Лабораторная установка и оборудование для исследования процесса резания почвы культиватором 83
3.2.2. Методика обработки лабораторно-стендовых данных 87
3.3. Полевые исследования 89
3.3.1. Объект исследования и условия проведения исследований 89
3.3.2. Определение плотности и влажности почвы 94
3.3.3. Определение твердости почвы 96
3.3.4. Методика определения глубины обработки почвы 97
3.3.5. Методика проведения тяговых испытаний трактора "Кировец"
с рабочими органами автоколебательного действия 97
3.3.6. Методика определения силы сжатия пружины 101
3.3.7. Методика определения влияние щелевания почвы на урожая люцерны 101
3.3.8. Тарировка измерительной аппаратуры 104
3.3.9. Обработка данных тяговых испытаний 105
3.3.10. Определение погрешности средств измерения 108
4. Результаты экспериментальных исследований и технико-экономические показатели
4.1. Результаты лабораторно-стендовых исследований 111
4.2. Результаты полевых исследований 119
4.2.1. Плотность и влажность почвы после прохода щелевателя и плоскореза работающих в автоколебательном режиме 119
4.2.2. Твердость почвы после прохода щелевателя и плоскореза работающих в режиме автоколебаний 122
4.2.3. Определение влияния щелевателя автоколебательного действия на деформацию почвы и глубину обработки 124
4.2.4. Результаты тяговых и мощностных испытаний .125
4.2.5. Определение влияния щелевания почвы на урожай люцерны 129
4.3. Экономическая оценка эффективности использования трактора "Кировец" при щелевании почвы щелевателем автоколебательного действия 131
4.3.1. Методика расчета экономической эффективности использования трактора "Кировец" с щелерезом автоколебательного действия 131
4.3.2. Определение экономических показателей 132
4.3.3. Определение затрат на изготовление щелереза автоколебательного действия 133
Выводы 135
Литература 136
Приложения 144
- Почвозащитные агротехнологии в республике Дагестан
- Влияние скорости движения рабочего органа щелереза на силу резания почвы
- Программа экспериментальных исследований
- Результаты лабораторно-стендовых исследований
Введение к работе
Важнейшей отраслью сельскохозяйственного производства Дагестана является животноводство. Однако необходимо отметить, что из-за недостаточного количества травяной массы и кормов происходит торможение в успешном развитии данной отрасли.
В республике, как показывают данные научных учреждений и опытных хозяйств [1], имеются большие возможности в укреплении кормовой базы. Во многих районах немало хозяйств, которые заботливо ухаживают за посевами зерновых и кормовых культур, применяют передовые технологии. Поля расположены как в горной, так и на равнинной местїіости со значительно различающимися природно-климатическими факторами. Продолжительность периода с сильными ветрами (более 15 м/с) составляет 55-60 дней, а с эрози-онноопасными (более 3-5 м/с) — 120 дней в году. С каждого гектара парующего поля в течении І3-14 месяцев выдувается 24 т почвы. Так же необходимо отметить и огромный смыв плодородного слоя почвы в результате снеготаяния. Все это приводит к снижению плодородия почвы и как следствие снижение урожая сельскохозяйственных культур, что в современных экономических условиях приобретает огромное значение.
Исходя из вышеизложенного защита почв от эрозии - одна из острейших проблем земледелия республики Дагестан.
Одним из основных агротехнических приемов защиты земель от ветровой и водной эрозии, а так же повышения урожая сельскохозяйственных культур является щелевание почвы. Эффективность щелевания состоит в повышении водопроницаемости и, как следствие, увеличении водоаккумули-рующей способности почвы в период дождей и весеннего снеготаяния. В результате происходит лучшее перераспределение влаги в почвенном профиле, повышается отдача от удобрений и улучшается экологическая ситуация. Все это способствует увеличению урожая сельскохозяйственных культур, например, люцерны до 20-30 % [1].
В настоящее время используются щелеватели с пассивным рабочим органом. Однако данные щелеватели обладают существенным недостатком -большим тяговым сопротивлением. В современных экономических условиях, когда встает вопрос об экономии топливо-энергетических ресурсов недостаток щелевателей с пассивным рабочим органом приобретает качественно новое значение.
В связи с этим необходимо создание новых рабочих органов щелевателей с высокой производительностью, меньшей энергоемкостью и улучшенными агротехническими показателями.
В настоящей работе изложены результаты исследований щелевателя автоколебательного действия, обоснованы рациональные параметры и режимы функционирования рабочего органа автоколебательного действия; дана сравнительная оценка энергоемкости и качества щелевания почвы новым рабочим органом и пассивным.
На защиту выносятся следующие основные положения: результаты исследований влияния скорости резания на сопротивление резанию почвенного пласта при воздействии на него щелерезного органа; принцип формирования колебаний щелерезного органа; методика расчета параметров рабочего органа щелевателя автоколебательного действия; энергетические и агротехнические показатели процесса щелевания почвы рабочим органом автоколебательного действия.
7 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Почвозащитные агротехнологии в республике Дагестан
В предгорных и горных зонах республики большие площади смытых пахотных земель фактически не используются или используются под зерновые культуры, урожай которых очень низок, а себестоимость высокая.
Наибольшей устойчивостью против ветровой и водной эрозии обладают поля, занятые многолетними травами — житняком и люцерной. Поэтому основой почвозащитной системы земледелия нашего региона должны быть зернотравяные севообороты с многолетними травами. Их противоэрозионное действие проявляется уже в трехмесячном возрасте. Многолетние травы надежно защищают почву от водной эрозии не только своим надземным покровом, но и корневой системой, хорошо закрепляющей почву, как в поверхностном, так и в более глубоких слоях. Наиболее эффективными в этом отношении оказались бобово-злаковые травосмеси.
Большое значение при возделывании сельскохозяйственных культур имеют способы обработки почвы. Изменяя агрофизические и агрохимические свойства почвы они существенно влияют на их урожай. Особенно велика роль обработки почвы на склонах, где продуктивность сельскохозяйственных культур может быть лишь тогда высокой, когда способ обработки почвы максимально предотвращает ее эрозию и вынос за пределы склона питательных веществ, способствует накоплению и сохранению влаги.
Опираясь на исследования [1,2,3] можно отметить, что на склоне крутизной 10-12 при обычной вспашке на глубину 20...22 см, проведенной поперек склона, сток составил 0,6 мм, а смыв почвы — 0,5 т/га, при дисковании соответственно - 0,7 мм и 0,54 т/га. При безотвальной и плоскорезной обработкам (глубина 20...22 см тоже поперек склона) эти показатели были значи 8 тельно ниже и составили соответственно: сток 0,42 и 0,2 мм а смыв 0,2 и 0,15 т/га. На посевах многолетних трав сток и смыв почвы вообще не наблюдались.
По данным В.В. Чиботаря [4] использование щелевания позволили сократить смыв почвы на 50-70 %. В частности при глубине щелевания до 40 см поверхностный сток на посевах озимой пшеницы и кукурузы составил 6,3 мм и 32,6 мм соответственно, а смыв почвы 3,16 т/га и 21,6 т/га. Увеличение глубины щелевания до 60 см позволило снизить поверхностный сток до 2,7 мм и 31,0 мм соответственно, а смыв почвы до 1,43 т/га и 21,2 т/га.
Исследования многих ученых [5,6,7,8] доказывают, что поверхностный сток является наиболее пагубным воздействием на почву. Это обусловлено чрезмерным уплотнением почвы и неправильной организацией землеисполь-зования. При этом они доказали, что на склонах более 3 целесообразно контурно-полосное размещение культур сплошного посева, пропашных и чистого пара. Ширина полос - 30-50 м. Такое размещение дополнительно задерживает сток в пределах 100-200 м3/га, предотвращает смыв почвы.
На паровых полях со склонами крутизной 4-5 и более, а так же на длинных склонах, эффективно контурно-буферное размещение культур. Буферные полосы шириной в один-три прохода сеялки с интервалом 30-50 м создают из однолетних и многолетних трав, бобово-злаковых смесей одновременно с посевом пропашных и осенью оставляют в качестве кулис для снегозадержан ия.
С увеличением крутизны склона до 6-8 ширину этих полос увеличивают до 15-20 м, а расстояние между ними уменьшают. На подобных и силь-носмытых склонах посевы многолетних трав чередуют с посевами зерновых культур.
Наиболее эффективным способом предотвращения дефляции почвы является полное исключение механической обработки. Так, при подготовке почвы под посевы озимых культур многолетние травы обрабатывают гербицидом Раундап при высоте растений 15-20 см. В результате такой обработки образуется прослойка, которая сохраняет влагу и защищает почву от эрозии.
Потери почвы от дефляции в этом случае не превышают 0,9 т/га. В условиях орошения абсолютные показатели дефляции почвы в период от уборки предшественников до посева озимой пшеницы в 1,5 раза меньше, чем в условиях естественного увлажнения. Поверхностная обработка почвы культиваторами типа КПШ-5 под орошаемую пшеницу способствует снижению дефляции почвы по сравнению с обычным способом обработки на 45,5 %, противоэрозионной системой с использованием глубокорыхлителей — на 65,2%.
После уборки озимой пшеницы (в конце июня — начале июля) до посева поздних яровых культур (в начале мая), то есть в течение девяти месяцев поле остается без растительного покрова. Стерня, оставленная на поверхности почвы при плоскорезных обработках, сохраняется лишь в течение 1,5-2 месяцев и эрозионные процессы на таких полях протекают достаточно интенсивно.
Одним из важнейших явлений вызывающих смыв почвы и водную эрозия является чрезмерное уплотнение почвы движителями сельскохозяйственных машин и обработка почвы почвообрабатывающими орудиями на постоянную глубину. Такое воздействие вызывает образование так называемой «плужной подушки». В работах [9,10,11,12,13,14,15,16] приведены результаты экспериментальных исследований по влиянию плотности почвы на урожайность, где отмечается, что проведение на полях большого числа механических обработок приводит к сильному уплотнению как пахотного, так и подпахотного слоев почвы.
Агротехнические приемы разуплотнения данных слоев в той или иной мере сопряжены с агротехникой возделывания сельскохозяйственных культур, направленной на улучшение агрофизических свойств почвы путем разрушения "плужной подушки", совершенствования севооборотов и сортов культурных растений, мелиорации [17,18,19,20,30,31,32,33,34].
Влияние скорости движения рабочего органа щелереза на силу резания почвы
При резании почвы щелерезом энергия расходуется на деформирование отделяемого слоя и примыкающей к нему части, а также на преодоление сил инерции отделившихся кусков и частиц. Эти два процесса протекают взаимосвязано друг с другом. Исходя из этого, силу резания при скорости v условно можно представить как результирующую двух составляющих: PV-P+PK„„, (2.1) где Р - сила, необходимая для образования стружки (сила чистого резания), Н; Ркии - дополнительная сила для сообщения движения отделяющимся частицам почвы, Н.
Что касается второго члена этого выражения Рки„, то все исследователи, изучавшие фактор скорости резания, предполагают наличие дополнительных затрат на сообщение кинетической энергии отбрасываемым кускам почвы. Вместе с тем, исследования Ю. А. Ветрова, Г. И. Клиопа и др. показывают, что преодоление инерции и смещение почвы не являются единственными факторами влияния скорости. В значительной степени сказывается влияние физических факторов, т. е. предполагается зависимость от скорости составляющей Р - силы, необходимой для деформирования почвы.
Чем же можно объяснить влияние физических факторов? Сущность их заключается в том, что при изменении скорости деформирования изменяется сопротивление почвы. Как известно, это свойство тел вызвано их вязкостью. Таким образом, для объяснения влияния скорости на силу Р необходимо принять во внимание вязкие свойства почвы.
В связи с этим вновь обратимся к исследованиям В. Д. Кузнецова [78]. Им рассмотрены три вида внутреннего состояния твердых тел. Когда напряжения еще не достигли предела упругости, происходят чисто упругие смещения атомов, без всякого нарушения их внутренних связей, не вызывающие разрушений. Работа упругой деформации равна работе внешних сил. Для почв такое состояние характерно при очень малых деформациях, например при действии сейсмических волн.
В том случае, когда нагружение вызывает пластическую деформацию, материал находится в вязком состоянии и происходит пластическое скольжение по поверхности сдвига. При этом работа упругой деформации оказывается недостаточной, чтобы противодействовать работе внешних сил.
Если внешняя сила, не преодолевая сопротивления скольжения, вызывает полный разрыв атомных связей, происходит хрупкое разрушение тела. Пластические деформации не могут возникнуть или, возникнув, не могут продолжаться вследствие наступающего полного разрушения связей между частицами тела. Основной мерой вязкости И. Д. Кузнецов считает количество работы деформации, поглощенной телом до его разрушения.
Для применяемых скоростей резания наиболее характерным является второй вид состояния почвы, так как при их нагружении, как правило, возникают пластические деформации. Сила, необходимая для деформирования отделяемого слоя, Р=Р„+Рфиэ, (2.2) где Р0 - сила резания при скорости, близкой к нулю, определяемая из условий предельного равновесия почвы, Н; Рфиз - сила, учитывающая действие физических факторов скорости резания, Н. В связи с этим на основе принципа независимости действия сил напря женное состояние почвы при резании можно характеризовать выражением тп=т0+Дт, (2.3) где тп- предельное сопротивление почвы сдвигу, МПа; т0- предельное касательное напряжение при скорости резания, близкой к нулю, МПа; Дт - приращение касательного напряжения при увеличении скорости резания, МПа. Поскольку почвы имеют трехфазное строение, деформации их связаны с вытеснением воды из пор, а также с вытеснением и сжатием газовой фазы. Поэтому сопротивление деформированию должно зависеть от скорости деформации. Приращение касательного напряжения определит согласно закону, сформулированному Ньютоном, приняв во внимание вязкие свойства почв:
Из этого следует, что влияние скорости резания на сопротивление почвы сдвигу зависит от соотношения скоростей деформирования и разрушения. При очень малой скорости резания вторым членом формулы (2.9) можно пренебречь, т. е. можно считать сопротивление почвы независящим от скорости резания. Если скорость деформирования почвы равна скорости разрушения, то значение коэффициента влияния скорости резания достигает своей максимальной величины, равной двум. Другими словами, при динамическом воздействии на почву их сопротивление разрушению удваивается.
С учетом вязких свойств разрабатываемой почвы ее предельное сопротивление сдвигу можно выразить в виде тп =Yo6Vp(Vp+vJ. Следует отметить, что линейная зависимость сопротивления почвы от скорости сдвига экспериментально получена Н. Н. Азямовой [82].
Критической называется скорость резания, при которой скорость деформирования материала в направлении поверхностей отделения элементов среза равна скорости разрушения почвы, что может быть описано выражением (2.13).
При критической скорости резания сила для деформирования почвы достигает своей максимальной величины, линейно возрастая с увеличением скорости резания в докритической зоне. Критическая скорость определяет характер разрушения почвы. Если скорость меньше критической, в предножевой зоне почвы успевают развиться пластические деформации. В случае v vKp происходит хрупкое разрушение, почва от массива отделяется в виде мелких частиц.
Практическое определение критической скорости резания и ее аргумента - скорости разрушения почвы - по формуле (1.2) оказывается затруднительным из-за сложности нахождения т0. Само понятие сопротивления почвы сдвигу является условным. Ю.А. Ветров [76] отметил, что в почве вследствие дисперсности и разнородного характера внутренних связей не может быть чистого сдвига. То значение сопротивления, которое получается в лабораторных опытах при разделении образца по поверхности касательной внешним силам, не является предельным сопротивлением сдвигу в буквальном смысле, т. е. сопротивлением деформации кристаллической решетки вещества. При сдвиге образцов почвы преодолеваются сопротивления излому частиц по поверхности разрушения, изменению положения и ориентации их в зоне разрушения, а также сопротивления разрушению цементных пленок между частицами, молекулярных и других сил их взаимного притяжения. Однако, несмотря на указанную условность, использование опытных данных о сопротивлении почв сдвигу дает возможность получить достаточно логичные схемы решения задач в теории резания [76, 74].
Отличительной особенностью почв является существенное внутреннее трение. Поскольку сопротивление их сдвигу является функцией нормальных напряжений, действующих на поверхности сдвига, то оно оказывается, по крайней мере, не меньше сцепления. Лишь для ориентировочных расчетов скорости разрушения предельное касательное напряжение можно принять равным сцеплению, определяемому по приборам, измеряющим одноплоскостной срез.
Программа экспериментальных исследований
Исходя из общих задач исследований, сформулированных в главе I, а также теоретических предпосылок, полученных в главе II, программа экспериментальных работ предусматривает: 1. Определение сопротивления резанию стойкой щелереза в зависимости от глубины резания, скорости резания, соотношения диаметра каната к ширине стойки и силы натяжения пружины. 2. Выявление характера деформирования почвы рабочим органом ще-лерезом. 3. Определение влияния скорости движения щелереза на тяговое сопротивление. 4. Определение баланса мощности щелевателя и энергоемкость процесса щелевания. Объектом исследования являлся процесс взаимодействия стойки культиватора с грунтом во время резания.
Для определения оптимального расположения каната и его параметров, а так же скоростной режим резания проводились лабораторно-стендовые исследования. Для решения данной задачи была изготовлена конструкция культиватора с серийной стойкой и стойкой оборудованной канатом [104]. Конструкция (рис. 3.1, 3.2) представляет собой сварную раму 1, на которой с помощью зажима 2 крепится стойка культиватора 3. На стойке 3 установлена лапа культиватора 4, на носике которой одним концом закреплен канат 5. Другим концом канат с помощью зажима 6 и пружины 7 закреплен на раме 1. Данная конструкция позволяет производить резание почвы до глубины 20 см с интервалом 1 см.
Исследования проводились в комплексе грунтового канала (рис. 3.4). Канал имеет почвогрунт нужного состава и состояния, может перемещаться на катках по направляющим вперед и назад с различной скоростью, задаваемой гидроприводом (рис. 3.5). На портале с возможностью перемещаться в горизонтальной плоскости с помощью передачи «винт-гайка», поворачивать в вертикальной плоскости относительно оси балки и фиксироваться в любом положении клемовыми соединениями, обеспечивая плите три степени свободы. Те изометрический мост, установленный на плите, несет на себе рабочие элементы и позволяет производить регистрацию действующих горизонтальных и вертикальных сил с помощью тензометрических резисторных датчиков. Регистрационный датчик представляет собой тонкую проволоку или фольгу из материала с высоким коэффициентом тензочувствительности (отношением изменения электросопротивления к упругому относительному удлинению), который наклеивается на упругий элемент. Упругие деформации элемента приводят к пропорциональному изменению электросопротивления тензодатчика.
Объектом исследования являлся процесс взаимодействия рабочего органа щелевателя и плоскореза автоколебательного действия с почвой.
Испытания проводились в соответствии с требованиями ОСТ 70.4.1.-80 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для глубокой обработки почвы. Программа и методы испытаний». Рабочие органы плоскореза и щелереза агрегатировались с трактором К-701, рис. 3.7, 3.8, который комплектовался согласно инструкции завода изготовителя и полностью заправлялся. На трактор были установлены шины ФД-12. Ширина трактора по внешним кромкам движителей Bj=2860 мм. Масса всего трактора была равна 13200 кг, на переднюю ось приходилось 9000 кг, на заднюю - 4200 кг.
С целью снижения сопротивления резанию, за счет очистки стойки щелереза от сорной растительности и уменьшению накопления почвы на лобовой поверхности стойки, был установлен гибкий элемент — канат.
Плоскорез, рис 3.9, 3.10, включает в себя раму 1 на которой жестко установлена стойка 2 на конце которой с помощью болтов закреплены лемеха 3. В лемехах 3 сделано отверстие для крепление каната 4. Канат обвивая клиновой зажим крепится в лемехам 3. На другом конец каната 4 закреплено натяжное устройство 5, которое крепится с помощью гайки 6 через седловые шайбы и пружинный элемент 7 на раме плоскореза 1. Пружинный элемент выполнен в виде пружины работающей на сжатие. Канат на стойке закреплен с предварительным натяжением посредством гайки 6. Предварительное натяжение пружин и диаметр каната выбирают в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемой почвы.
Исследования производились на полях СПК «Дружба» Казбековского района республики Дагестан и на полях Питерского района Саратовской области. Тип почвы на участке, где производились исследования - тяжелый суглинок. Контроль стабильности почвенных условий осуществлялся замером твердости и влажности согласно методике 70.2.15 73, в трех местах равномерно расположенных по всей площади зачетного участка.
Результаты лабораторно-стендовых исследований
При проведении лабораторно-стендовых исследований определялась зависимость изменения сопротивления резанию стойкой от глубины резания, скорости резания, силы натяжения пружины, а также от соотношения диаметра каната к ширине стойки с целью определения оптимальной схемы. Исследования проводились по разработанной методике. Полученные данные обрабатывались на ЭВМ в электронных таблицах Excel.
В ходе эксперимента было зафиксировано, что с увеличением глубины резания сопротивление резанию возрастает по степенной зависимости. Зависимость изменения сопротивления резанию от глубины для серийной стоики имеет вид Fp=281,8Ih""a/y R-0,98, а для стойки оборудованной канатом Fp=278,16h R =0,98. Как видно сопротивление резанию серийной стойки выше, нежели стойки оборудованной канатом.
Сравнение результатов измерения сопротивления резанию при постоянной скорости равной 0,042 м/с в зависимости от глубины резания показали, что сопротивление резанию серийной стойки больше чем, у стойки, оборудованной канатом на глубине 5 см на 2,7 %, 10 см - 4,0 %, 15 см - 8,3 % и 20 см - 2,7 %. Как видно с увеличением глубины резания происходит возрастание данного процента и наибольшее снижение сопротивления резанию зафиксировано на глубине 15 см. Это объясняется тем, что для вертикальных профилей с углом заострения, к которым относится стойка культиватора, сопротивление резанию от глубины возрастает по степенной зависимости. Перед стойкой во время резания образуется уплотненное ядро. Как только образовалось уплотненное ядро, то в процессе резания участвует не стоика, а данное ядро уплотненного грунта. Вследствие того, что коэффициент трения грунта по фунту значительно выше, нежели коэффициент трения грунта по металлу и объясняется снижение сопротивления резанию у стойки, оборудованной канатом. В процессе движения канат установленный перед стойкой как бы разрезает грунт, тем самым, препятствуя образованию уплотненного ядра из грунта.
В эксперименте по выявлению влияния скорости резания на сопротивление резанию фактором варьирования являлась скорость движения культиватора. Вследствие технической возможности грунтового канала эксперимент проводился при скорости 0,042 м/с, 0,1 И м/с и 0,2 м/с.
Было установлено, что с увеличением скорости движения происходит увеличение сопротивления резанию грунта, как у серийной стойки, так и оборудованной канатом.
Увеличение скорости резания с 0,042 м/с до 0,2 м/с привело к возрастанию сопротивления резанию серийной стойки в горизонте 5 см на 5,5 %, 10 см - 4,4 %, 15 см - 6,0 % и 20 см - 2,2 %, тогда как для стойки оборудованной канатом увеличение сопротивление резанию составило соответственно 2,7 %, 6,7 %, 7,5 % и 2,9 %.
Как видно влияние скорости резания на сопротивление резанию для стойки, оборудованной канатом значительно выше, нежели для серийной стойки. Это объясняется тем, что с увеличением скорости резания увеличивается сопротивление резанию канатом. В результате этого канат сильнее сжимает пружину, его длина увеличивается, и он ближе прижимается к стойке культиватора. При этом эффективность каната по разрушению уплотненного грунта снижается, что приводит к частым восстановлениям уплотненного ядра.
Необходимо отметить, что при скорости резания равной 0,2 м/с сопротивление резания для стойки, оборудованной канатом самое высокое и составляет 683 Н. Однако данное сопротивление имеет числено одинаковое значение как у серийной стоки на глубине резания 5 см при скорости резания 0,042 м/с (самое минимальное значение сопротивления резанию для серийной стойки).
Анализ данных показал, что с уменьшением угла резания с 90 до 60 происходит снижение силы резания от 1,1 до 2,5 % в зависимости от соотношения диаметра каната Ц к ширине стойки Вк. Увеличение угла резания с 90 до 110 приводит к увеличению силы резания с 1,4 до 3,7 % в зависимости от соотношения Дк/Вк. Как видно увеличения угла резания свыше 90 приводит к значительному росту силы резания, что крайне нежелательно.
В ходе эксперимента по определению влияния диаметра каната на силу резания фактором варьирования являлась величина - диаметр каната, так как стойка имеет постоянную ширину Вк=2 см. Соотношение Дк/Вк изменялись в пределах от 0 до 1 с интервалом 0,25.
В результате экспериментов было зафиксировано, что сила резания начинает снижаться при увеличении соотношения Дк/Вк от 0 до 0,5 и достигает минимального значения. Дальнейшее увеличение соотношения Дк/Вк приводит к росту силы резания.
Сила резания при соотношении Дк/Вк=0,5 на 16,3 % меньше, нежели при JlJBK=0 и на 18,6 % меньше при Дк/Вк=1. Это объясняется тем, что при диаметре каната от 8 до 10 мм осуществляется прорезание щели такой ширины, что дальнейшее перемещение стойки по данной щели осуществляется с наименьшей силой. То есть стойка, практически не осуществляет резание почвогрунта, а лишь раздвигает его в боковом направлении.
Для подтверждения теоретических зависимостей по влиянию жесткости пружины и скорости резания на силу резания так же были проведены лабораторные исследования. В ходе исследований фактором варьирования были жесткость пружины в пределах от 10 Н/мм до 30 Н/мм с шагом 10 Н/мм и скорость резания от 0,042 м/с до 0,2 м/с.
