Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту

Тоді

ctgγ > tgϕк,

або

tg(90° − γ) > tgϕк.

Тобто

90° − γ > ϕк,

або

γ < 90° − ϕк.

(1.60)

Якщо кут тертя коренів бур’янів об лезо лап приблизно дорівнює

45°, то кут γ < 45°, а 2γ < 90°.

Ураховуючи умови роботи, для обробітку чорноземних глинистих ґрунтів рекомендують лапи з кутом розхилу лез 2γ = 50…58°, для середньозв’язних — 60…78°, а для піщаних — 70…80°.

Кут γ розхилу леза, кут α розпушування ґрунту і кут ε нахилу полки лапи до горизонту пов’язані між собою залежністю

tgα = sinγtgε, що відомо з аналізу тригранного клина.

1.5.3. Взаємне розміщення полільних і універсальних лап

Полільні та універсальні лапи кріплять у два або три ряди, щоб забезпечити повноту підрізування бур’янів і запобігти забиванню простору між лапами грудками ґрунту та бур’янами.

Між рядами лап по ходу культиватора відстань Ln (рис. 1.58) визначають за залежністю

b	(1.61)
Lп = tg[90° −(γ + ϕ)],

де b — ширина захвату лапи; ϕ — кут тертя лапи об ґрунт.

Оптимальна відстань між рядами лап по ходу культиватора становить

500…600 мм.

Основною умовою поперечного розміщення лап є забезпечення під- різування бур’янів на всій ширині захвату культиватора, для чого лапи розміщують з перекриттям с, зна- чення якого визначають за залежні- стю

Рис. 1.58. Схема розміщення полільних лап з перекриттям

99

Розділ 1

c = Lпtgδ,

(1.62)

де δ = 7…9° — кут випадкового відхилення культиватора від прямо- лінійного руху.

Вибираючи значення перекриття, слід ураховувати конструкцію системи кріплення лап до рами культиватора. Якщо лапи кріплять- ся до рами на довгих індивідуальних повідках (гряділях), то зна- чення перекриття беруть більшим (60…80 мм) порівняно з секцій- ною або поперечною рамною системами кріплення (40…60 мм).

За однакової ширини захвату кількість nп , шт., полільних і уні-

версальних лап для суцільного обробітку ґрунту визначають за за- лежністю

	n	=	Bк − c	,	(1.63)
			b − c
	п

де Вк — робоча ширина захвату культиватора, мм; b — ширина

захвату лап, мм.

Культиватори для важких умов роботи комплектують лапами двох розмірів за шириною. У передньому ряду встановлюють лапи з меншою шириною захвату, ніж у задньому. В цьому разі кількість

n1 , шт., лап у передньому ряду визначають за формулою

n =		Bк −b2 − c			,	(1.64)
1	b1		+b2	− 2c

де b1 — ширина захвату лапи переднього ряду, мм; b2 — ширина

захвату лапи заднього ряду, мм.

Кількість лап n2 заднього ряду беруть на одну більше n2 = n1 +1 .

При обчисленні кількості лап значення округлюють до більшого числа.

1.5.4.Дія розпушувальних лап на ґрунт і їх взаємне розміщення

Умови роботи розпушувальних лап, які обробляють ґрунт на знач- ну глибину, відрізняються від умов роботи робочих органів ґрунто- обробних машин і знарядь, що діють на скибу, відокремлену з одно- го чи двох боків. Це впливає на процес деформації ґрунту розпушу- вальними лапами. Під час руху вперед розпушувальна лапа дефор- мує ґрунт перед собою у поздовжньо-вертикальній площині як зви- чайний двогранний клин. Водночас відбувається деформація ґрунту

100

Рис. 1.59. Схема дії сил і граничні напрямки сколювання ґрунту

Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту

і в поперечно-вертикальній площині, яка зумовлена взаємним зчепленням час- точок ґрунту і залежить від фізико-механічних власти- востей ґрунту.

Як відомо, на ґрунтову скибу, що ковзається по ро- бочій поверхні клина, діють нормальна сила N (рис. 1.59) і сила тертя F, які в сумі дають рівнодійну R, відхилену від нормалі на кут тертя ϕ клина об ґрунт. Згідно з теорією дотичних

напружень напрямок можливих площин сколювання Н1 і Н2 ґрунту

розміщується симетрично силі R під кутом θ одна до одної (за Т.М. Гологурським, 40…50°). Оскільки ґрунт — це неоднорідне тіло, у ньому є природні щілини, то напрямок сколювання ґрунту значно не відхиляється від напрямку сили R.

Зону деформації ґрунту розпушувальною лапою у поздовжньо- вертикальній площині показано на рис. 1.60, а. Із рисунка видно, що максимальне значення L зони розпушування ґрунту в напрямку руху є на поверхні:

L = l0 +l,

або

L = l0 + atg(α + ϕ),

(1.65)

де l0 — винос носка лапи; а — глибина обробітку; α — початковий

кут розпушування лапи.

Зона деформації ґрунту розпушувальною лапою в поперечно- вертикальній площині (за В.С. Жегаловим) також обмежена пло- щинами сколювання кутом між ними Θ або Θ/2 до осі симетрії. Для визначення зони деформації ґрунту в поперечному напрямку скори- стаємося зображенням (рис. 1.60, б) повернутої площини сколюван- ня на 90° (на рис. 1.60, а це лінія СВ). Із цього зображення видно, що максимальна ширина b1 деформації ґрунту на поверхні

	b	= b +	2atg Θ/2	,	(1.66)
			cos(α + ϕ)
	1

де b — ширина лапи.

101

Розділ 1

	Як бачимо з рис. 1.60,
	б, зона деформації ґрунту
	розпушувальними лапа-
	ми неоднакова по глиби-
	ні обробітку. Таке поло-
	ження потрібно врахову-
	вати при розміщенні лап
	на культиваторі.
	На культиваторах для
	суцільного обробітку ґру-
	нту розпушувальні лапи
	розставляють у два		або
	три ряди. Основною умо-
	вою розміщення розпу-
	шувальних лап є забез-
	печення суцільного		роз-
	пушування	ґрунту	на
	поверхні поля і запобі-
	гання забиванню просто-
Рис. 1.60. Схема деформації ґрунту	ру між лапами ґрунтом і
розпушувальною лапою:	бур’янами.
а — у поздовжньо-вертикальній площині;	Відстань	між рядами
б — у поперечно-вертикальній площині	лап Lp (за ходом) виби-
рають за рекомендацією професора В.С. Жегалова за умови
Lp > L.		(1.67)

При глибині обробітку до 20 см оптимальна відстань між рядами лап Lр становить 530…600 мм, а до 25 см — 600…650 мм.

У рядах розпушувальні лапи розміщують з недоперекриттям, оскільки ширина розпушеного ґрунту лапою більша за її ширину.

Відстань А між розпушувальними лапами в рядах вибирають за умови:

y при дворядному розміщенні

2b1 > A > b1;	(1.68)
y при трирядному
3b1 > A > 2b1.	(1.69)

Кількість пр розпушувальних лап, що встановлюється на культи-

ваторі, визначають за залежністю
n	p	=	Bк	,	(1.70)
			t

102