3. Назначения и разновидности катков, основные параметры, режимы качения.

Катки. Находят применение как самостоятельные машины при обработке почвы до посева и после него, так и в виде отдельного рабочего органа, выполняющего технологические операции ком­бинированных машин. В зависимости от назначения катки могут быть с гладкой или ребристой цилиндрической поверхностью или состоящими из колец, дисков и других рабочих органов.

Гладкие цилиндрические катки выравнивают поверх­ностный слой почвы, уплотняют его на глубину 4...7 см, а верхние слои разрыхляют до 3 см. Глубина уплотненного слоя возрастает с увеличением нагрузки на каток и уменьшается с ростом скорости движения.

Цилиндрическими катками прикатывают растения, которые затем запахивают на удобрения. Для увеличения уплотнения поч­вы барабаны катков заполняют водой массой 2,5...6,0 кг на 1 см ширины захвата. Катки большей частью выполняют секционны­ми. Трехсекционный каток, агрегатируемый с тракторами тягово­го класса 1,4, имеет 3 секции, диаметр барабана 6,7 м и длину 1,4 м. Посевы сахарной свеклы прикатывают легкими водоналив­ными катками, уплотняя почву усилием до 20 Н на 1 см ширины захвата катка.

Кольчато-зубчатые катки включают набор зубчатых (диаметр 366 мм) и клиновидных (диаметр 356 мм) колец, посажен­ных свободно на оси с возможным перемещением в радиальном направлении до 10 мм. Из-за разницы диаметров зубчатых и кли­новидных колец их поверхность очищается от налипшей почвы и растительных остатков. Радиальное перемещение колеса улучша­ет копирование микрорельефа поверхности полей. Такие катки уп­лотняют слой почвы на глубину до 7 см и рыхлят почвенный слой на З...4см. Находят применение односекционные катки с шириной захвата 2,8 м и пятисекционные с шириной захвата 10 м.

Колъчато-шпоровые катки уплотняют и рыхлят по­верхностный слой почвы. Чаще применяют катки с диаметром ко­лец 520...545 мм.

Кольчато-зубчатые и кольчато-шпоровые катки применяют при предпосевной обработке почвы, как отдельные машины, так и в агрегате с плугами, культиваторами, лущильниками. В зависи­мости от массы балласта давление на почву доводят до 45 Н на 1 см ширины захвата.

Планчатый каток предназначен для дополнитель­ного крошения и выравнивания почвы. На дисках катка по образующей

или винтовым линиям закрепляют гладкие и зубчатые планки. Их используют с плугами или комбинированными маши­нами для предпосевной обработки почвы.

Борончатый каток уплотняет почву зубьями, разме­щенными по винтовым линиям, разрыхляет поверхностный слой и разрушает почвенную корку. Наибольшее распространение по­лучили борончатые катки диаметром цилиндра 160... 170 мм с дли­ной зубьев 16 и 30 мм. Их устанавливают в шахматном порядке секционно: три секции спереди и две сзади.

Прикатывающие катки разнообразных конструкций применя­ют как составляющие части посевных, рассадопосадочных и дру­гих машин. Их обод выполняют в виде конуса цилинд­рическим или усеченным. Прикатывающие катки уплотняют поч­ву в бороздках с высеянными семенами или саженцами. Катки с коническим ободом предназначены для зерновых сеялок, работа­ющих в зонах, подверженных ветровой эрозии. За рубежом рас­ширяется применение катков из набора пневматических колес, обеспечивающих выравнивание поверхности поля как перед посевом, так и после него при посеве мелкосемянных культур.

Уплотняющая способность катка зависит от его массы m, диаметра D и ширины захвата B. Ее принято выражать через удельное давление p (Н/см), приходящееся на 1 см ширины катка: p=9,8m/B.

Каток малого диаметра воздействует на почву как полоз и уплотняет верхний слой, каток большого диаметра более равномерно уплотняет пахотный слой по глубине. На рыхлых почвах перед катком может образоваться почвенный валик. Чем тяжелее каток и меньше его диаметр, тем больше высота валика. Для вдавливания в почву и разрушения комков размером a диаметр катка должен удовлетворять следующему условию: D≥actg²((φ₁+ φ₂)/2), где φ – углы трения комков о каток и почву.

Тяговое усилие P (Н), необходимое для перемещения катка по ровной поверхности, определяют по формуле: P=0,86(G⁴/(kBD²))^1/3, где G=mg – сила тяжести катка, k – коэф.объемного смятия почвы, Н/см³.

Если путь l, пройденный центром О колеса (катка) за n его оборотов равен произведению длины дуги окружности колеса на число оборотов (2πn), то такое движение принято считать качением без скольжения и буксова­ния. Когда l > 2πrn, то качение происходит со скольжением. Такое движение характерно для катков.