Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту

Тяговий опір борони залежить від її ваги, опору ґрунту і кількості зубів. Для практичних потреб тяговий опір борони можна визначи- ти за залежністю

P = nk;

де n — кількість зубів; k — тяговий опір одного зуба, Н.

За дослідними даними середнє значення тягового опору на один зуб для легких борін становить k = 10…15 Н, для середніх — k = 20…25 Н, для важких — k = 40…50 Н.

1.5. Теорія та розрахунок культиваторів

Культиватори застосовують для суцільного та міжрядного обробітку ґрунту, а також для догляду за посівами. За призначенням культива- тори поділяють на парові, просапні, універсальні та спеціальні.

Парові культиватори використовують для суцільного передпо- сівного обробітку ґрунту, догляду за парами, розпушування ґрунту і знищення бур’янів, а також для загортання мінеральних добрив у ґрунт.

Просапні культиватори призначені для розпушування між- рядь, підрізування бур’янів і внесення мінеральних добрив і гербі- цидів у ґрунт.

Універсальні культиватори застосовують як для суцільного пе- редпосівного обробітку ґрунту, так і для обробітку міжрядь просап- них культур.

Спеціальні культиватори бувають садові, лісові, протиерозійні (штангові, плоскорізи, глибокорозпушувачі), фрезерні та ін.

Залежно від обладнання культиваторів певними робочими орга- нами вони можуть розпушувати, подрібнювати, частково перемішу- вати і вирівнювати поверхню ґрунту, підрізувати бур’яни, загортати і вносити мінеральні добрива і гербіциди у ґрунт.

1.5.1. Робочі органи культиваторів та їхні параметри

Основними робочими органами культиваторів є лапи. Залежно від завдання та ґрунтово-кліматичних умов культиватори обладну- ють полільними, універсальними, розпушувальними лапами та спеціальними лапами-плоскорізами і глибокорозпушувачами.

Полільні лапи бувають плоскорізальні однобічні (рис. 1.56, а), плоскорізальні стрілчасті без хвостовика (рис. 1.56, б) і плоскорі- зальні з хвостовиком (рис. 1.56, в). Ці лапи застосовують для обро- бітку ґрунту на глибину до 6 см при перших міжрядних обробітках просапних культур. Вони підрізують бур’яни і забезпечують незнач- не кришіння та розпушування ґрунту.

95

Розділ 1

Рис. 1.56. Лапи культиваторів:

а — плоскорізальна однобічна; б — плоскорізальна стрілчаста без хвостовика; в — плоскорізальна стрілчаста з хвостовиком; г — універсальна без хвостовика; д — уні- версальна з хвостовиком; е — оборотна; є — списоподібна; ж — долотоподібна; з — плоскорізальна широкозахватна; и — глибокорозпушувач; 1 — леміш лівий; 2 — башмак; 3 — леміш правий; 4 — долото; 5 — плита стояка; 6 — стояк; 7 — змінний ніж; 8 — ліва бокова щока; 9 — права бокова щока; 10 — головка стояка

Універсальні стрілчасті лапи є без хвостовика (рис. 1.56, г) і з хвостовиком (рис. 1.56, д). Їх використовують для обробітку ґрунту на глибину до 12 см. У процесі роботи універсальні лапи забезпечу- ють підрізування бур’янів й інтенсивніше, ніж плоскорізальні, здій- снюють кришіння і розпушування ґрунту.

Основними параметрами полільних і універсальних лап, що ви- значають їх форму і характер дії на ґрунт, є ширина захвату b і кути

96

Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту

кришіння і розпушування α, нахилу леза до горизонту ε, розхилу лез γ і загострення і.

Плоскорізальні однобічні лапи бувають праві й ліві з шириною захвату 85, 120, 150, 165 і 250 мм, а стрілчасті плоскорізальні та універсальні — з шириною захвату 220, 250, 270, 300 і 380 мм.

Кут α, який характеризує розпушувальну дію лап на ґрунт, у по- лільних лапах має мале значення (α = 9…10°), а в універсальних стрілчастих — значно більше (α = 16…18°).

Кут нахилу леза лапи до горизонту ε в полільних лапах стано- вить 15…18°, а в універсальних стрілчастих — 25…30°.

Леза полільних і універсальних лап загострюють під кутом і = 15…16°.

У плоскорізальних однобічних лапах кут відхилення леза від напрямку руху γ = 28…32°, в плоскорізальних стрілчастих лапах — 2γ = 60…70°, а в універсальних стрілчастих лапах для роботи на чор- ноземних глинистих ґрунтах 2γ = 50…58°, на середньозв’язних —

2γ = 60…78° і на піщаних — 2γ = 70…80°.

Розпушувальні лапи призначені для глибокого розпушування ґрунту і поділяються на оборотні (рис. 1.56, е), списоподібні (рис. 1.56, є) та долотоподібні (рис. 1.56, ж). Характерним для розпушу- вальних лап є те, що кут розпушування α змінний і зростає залежно від висоти.

Оборотні лапи кріпляться до пружного або жорсткого стояка. Ла- пи, прикріплені до пружного стояка, використовують при глибині обробітку ґрунту до 12 см. Початковий кут α розпушування і кри- шіння ґрунту становить від 25 до 30°. Лапи, прикріплені до жорст- кого стояка, використовують для кришіння і розпушування ґрунту на глибину до 25 см. Кут розхилу лез 2γ = 60…80°, кут α0 = 40…45° і

ширина лап b = 35…65 мм.

Списоподібні лапи мають такі самі параметри, лише кут розхилу лез менший (2γ = 45…50°). Вони загострені з одного боку.

Долотоподібні лапи застосовують при обробітку міжрядь просап- них культур на глибину до 16 см. Початковий кут кришіння і роз- пушування ґрунту α = 40°, а ширина леза лапи b = 20 мм. Винос ле- за лапи вперед відносно стояка l0 = 110…205 мм.

Плоскорізальні широкозахватні лапи (рис. 1.56, з) призначені для кришіння і розпушування ґрунтів, які зазнають вітрової ерозії, на глибину від 7 до 20 см. За формою вони нагадують стрілчасті ла- пи. Плоскорізальна лапа складається з правого 3 і лівого 1 лемешів і долота 4, прикріплених до башмака 2, який болтами кріпиться до плити 5 стояка 6. При переміщенні лапи в ґрунті лемеші підрізують скибу, подрібнюють і розпушують, але не перемішують шари ґрунту. Одночасно вони підрізують бур’яни і стерню, залишаючи не менше ніж 80 % на поверхні, які захищають ґрунт від вітрової ерозії.

97

Розділ 1

Основними параметрами плоскорізальних лап є: кут γ розхилу лемешів (75, 100 і 120°), кут ε установлення лемешів до дна борозни (25 і 26°), кут α установлення долота до дна борозни (17, 20 і 25°).

Ширина захвату лап 110, 150, 160, 210, 220 і 250 см.

Глибокорозпушувач (рис. 1.56, и) призначений для розпушуван- ня і кришіння ґрунту на глибину до 80 см без винесення на поверх- ню нижніх шарів ґрунту. Він складається з долота 4, башмака 2, змінного ножа 7, який установлюють у передній частині стояка 6.

1.5.2. Дія полільних і універсальних лап на коріння бур’янів

Робочою частиною полільних і універсальних лап є зрізаний три- гранний клин. Процес деформації ґрунту тригранним клином було з’ясовано під час розгляду роботи плугів. Для роботи полільних і

	універсальних лап важливою операцією є
	підрізування коріння бур’янів. Як зазна-
	чалося, різання із ковзанням є енергетич-
	но вигідним. Тому при визначенні кута 2γ
	розхилу леза лап доцільно виходити з
	умови, щоб різання коренів бур’янів від-
	бувалося із ковзанням їх по лезу. Цим
	досягається полегшення перерізання ко-
	ренів бур’янів або сходження їх із леза,
	якщо перерізання не відбулося, а також
	усувається зависання бур’янів на лезі.
	Для визначення кута 2γ розглянемо
Рис. 1.57. Схема дії	роботу леза лапи в момент, коли воно зрі-
на лезо лапи сил у момент	зує бур’ян. Як видно із рис. 1.57, силу
підрізування бур’яну	опору бур’яну R можна розкласти на дві
	складові — R1 і R2 . Складова R1 нама-

гається пересувати корінь бур’яну по лезу, але цьому протидіє сила тертя. Отже, корінь зможе ковзатися по лезу за умови

	R1 > F.	(1.59)
При цьому R1 = Rcosγ,	а F = R2tgϕк,	де коефіцієнт тертя вира-
жено через tg ϕк кута ϕк	тертя коренів бур’янів об лезо лапи. Вира-
зивши силу R2 через R, матимемо

F = Rsinγtgϕк.

Підставивши в умову (1.59) значення R1 і F, отримаємо

Rcosγ > Rsinγtgϕк.

98