Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту
де Вк — робоча ширина захвату культиватора, мм; t — відстань між
слідами лап, мм (при дворядному розміщенні лап t = А/2, а при трирядному t = А/3).
1.5.5.Система кріплення лап до рами та стійкість ходу по глибині
Система кріплення лап до рами культиватора значною мірою визначає їх здатність заглиблюватися і триматися на певній глиби- ні, а також пристосовуватися до рельєфу поверхні поля.
На культиваторах застосовують жорстку і шарнірну системи крі- плення лап.
Жорсткою системою кріплення (рис. 1.61, а) обладнують причіп-
ні і начіпні культиватори-глибокорозпушувачі. Недоліком цієї сис- теми є те, що при збільшенні ширини захвату культиватора погір- шується його пристосування до рельєфу поверхні поля.
Шарнірна система кріплення лап може бути одно- і багатошар- нірною (паралелограмною). Одношарнірна система кріплення (рис. 1.61, б) має один шарнір, який розміщується на рамі культиватора і відносно якого піднімається чи опускається одна чи кілька лап. Та- ку систему кріплення використовують на культиваторах для суці- льного обробітку ґрунту. Щоб забезпечити більш стійкий хід лап по глибині, конструкцією механізму приєднання їх до рами передбаче- но встановлення натискних пружин на штангах.
Багатошарнірну систему кріплення (рис. 1.61, в) з чотирилан-
ковим паралелограмним механізмом застосовують на просапних культиваторах. Така система кріплення забезпечує якісне копію- вання рельєфу поля і сталий кут установлення лапи відносно по- верхні поля.
Рис. 1.61. Системи кріп- лення робочих органів культиваторів:
а — жорстка; б — одношар- нірна; в — багатошарнірна (паралелограмна)
103
Розділ 1
Стійкого ходу лап на певній глибині для одношарнірної системи кріплення (рис. 1.62) досягнуть за умови, коли сума моментів сил опору передніх і задніх лап становитиме більше ніж нуль:
∑Mmin = Pпlп + Pзlз, |
(1.71) |
де ∑Mmin — сума моментів сил опору лап; Рп і Рз — рівнодійні си- ли опору передніх і задніх лап; lп і lз — плечі відповідно сил Рп
і Рз.
Щоб виконати цю умову, ре- комендується відстань Lкр (див.
рис. 1.62) брати від носків пе- редніх лап до проекції шарніра кріплення повідка до рами культиватора на площину леза лапи, яка дорівнює висоті Н розміщення шарніра над пло-
щиною леза лап (H ≈ Lкр).
Оптимальне значення цих па- раметрів становить 500…600 мм. При цьому слід пам’ятати, що висота Н має бути якомога мен- шою, а Lкр — найбільшою. Ве-
личина Н зумовлюється прохід- ністю культиватора.
Для жорсткої системи кріплення лап у начіпних культиваторів Н = 500…600 мм, а Lкр > 2Н (відносно нижньої точки навісного ме-
ханізму культиватора на трактор).
Для паралелограмної системи кріплення стійкий хід лап куль- тиватора на певній глибині досягається за умови
Rh < Gl, |
(1.72) |
де R — тяговий опір секції робочих органів; h — вертикальне пере- вищення передніх шарнірів над задніми при заглибленому поло- женні лап; G — вага секції; l — горизонтальна проекція відстані
між передніми і задніми шарнірами паралелограмного механізму. У деяких культиваторів для забезпечення більш стійкого ходу робочих органів по глибині паралелограмний механізм обладнаний
притискною пружиною з регулювальним пристроєм.
104
Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту
1.5.6. Визначення основних параметрів культиваторів
Ширину захвату культиватора Вк для суцільного обробітку ґрун- ту визначають за формулою
В |
= |
ηРт , |
(1.73) |
к |
|
k |
|
де η = 0,80…0,95 — коефіцієнт використання тягового зусилля трак- тора; Рт — тягове зусилля трактора, Н; k — питомий опір ґрунту,
Н/м.
Дані питомого опору ґрунту залежно від прийому і глибини обро- бітку наведено в табл. 1.5.
Таблиця 1.5. Питомий опір ґрунту залежно від способу
і глибини його обробітку
Спосіб обробітку ґрунту |
Глибина обробітку |
Питомий опір k, |
і тип робочих органів |
а, см |
Н/м |
Культивація: |
7…8 |
980…1275 |
полільними і універсальними лапа- |
||
ми |
10…12 |
1080…1665 |
широкозахватними плоскорізами |
13…16 |
1765…2640 |
7…8 |
785…980 |
|
|
10…12 |
881…1370 |
|
13…16 |
1470…2160 |
Глибоке рихлення: |
18…20 |
3920…4410 |
вузькозахватними розпушувальни- |
||
ми лапами |
21…23 |
4900…5400 |
широкозахватними плоскорізами |
24…25 |
5400…6370 |
18…20 |
4900…5880 |
|
|
21…23 |
5880…6850 |
|
24…25 |
6850…7850 |
Ширина захвату культиватора Вк.м для міжрядного обробітку ґрунту має узгоджуватися з шириною захвату посівного агрегату, що
використовувався при сівбі чи садінні культурних рослин: |
|
Вк.м = Sm, |
(1.74) |
де S — ширина міжряддя, см; m — кількість одночасно оброблюва- них міжрядь, шт.
При жорсткому кріпленні лап до рами ширину захвату культи- ватора рекомендується брати не більше ніж 3,5 м. Збільшення ши- рини захвату погіршує пристосування культиватора до рельєфу по- верхні поля.
При шарнірному кріпленні лап до рами ширину захвату культи- ватора можна збільшити в 1,4 – 1,6 раза порівняно з жорстким. Збі- льшення ширини захвату ускладнює транспортування культивато-
105
Розділ 1
ра. Щоб забезпечити повне завантаження трактора, ширину захва- ту збільшують, застосовуючи раму культиватора, що складається з окремих шарнірно з’єднаних секцій, які при транспортуванні можна піднімати за допомогою гідравлічної системи трактора.
Причіпні культиватори в робочому і транспортному положеннях, а начіпні лише в робочому обпираються на опорні колеса. На сучас- них культиваторах колеса розміщуються переважно в середині ра- ми. При такому розміщенні коліс на культиваторах для суцільного обробітку ширину колії К опорних коліс вибирають залежно від ши- рини захвату культиватора Вк: при Вк = 2,0…2,8 м, К ≈ 0,5Вк; при
Вк = 2,8…4,2 м, К ≈ 1/3Вк.
На культиваторах для міжрядного обробітку просапних культур, вибираючи місця розміщення опорних коліс, слід ураховувати ши- рину міжрядь.
По ходу культиватора перед переднім рядом лап колеса розмі- щують так, щоб вони не були в зоні деформації ґрунту лапами, за умови
lк ≥ 2atg(α + ϕ) +(60...100), |
(1.75) |
де lк — відстань від носків передніх лап до проекцій осі колеса на
площину лез переднього ряду лап, мм; a — максимальна глибина обробітку, мм; α — кут розпушування ґрунту лапами; ϕ — кут тертя ґрунту об сталь; (60…100) — величина, що враховує вдавлювання колеса в ґрунт, мм.
Розміщення полільних, універсальних і розпушувальних лап на культиваторах для суцільного обробітку ґрунту та визначення їх кількості розглянуто вище.
Підбір і розміщення лап на просапних культиваторах погоджу- ють з розмірами міжрядь висіяних культур. Потрібно також урахо-
Рис. 1.63. Схеми розміщення лап на просапних культиваторах:
а — стрілчаста лапа спереду; б — стрілчаста лапа ззаду; в — дві однобічні плоскорі- зальні лапи; г — дві стрілчасті лапи; А — ширина міжрядь; s — захисна зона; с — перекриття; b, b1, b2 — ширина захвату лап
106
Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту
вувати перекриття лап і розміри захисних зон від виду рослин їх розвитку та глибини обробітку ґрунту. Основні схеми розміщення лап на просапних культиваторах наведено на рис. 1.63. Стрілчасті ла- пи встановлюють спереду однобічних плоскорізальних (рис. 1.63, а). При цьому отримують більш рівномірну глибину обробітку і рівну поверхню. Стрілчасті лапи з меншою шириною захвату слід устано- влювати спереду лап з більшою шириною захвату (рис. 1.63, б). Схему розміщення лише однобічних плоскорізальних чи стрілчас- тих лап показано на рис. 1.63, в, г.
1.6.Теорія та розрахунок ґрунтообробних машин
зактивними робочими органами
До ґрунтообробних машин з активними робочими органами на- лежать такі машини, робочі органи яких крім поступального руху разом з машиною здійснюють відносно неї обертальний чи колива- льний рух. Такий рух відбувається не завдяки зчепленню з ґрунтом, як у дискових боронах, лущильниках чи плугах, а внаслідок пере- дачі їм обертового моменту від вала відбору потужності трактора, коліс машини чи гідроприводу.
Основними машинами з активними робочими органами є рота- ційні плуги, фрези, проріджувачі та штангові культиватори. Рота- ційні плуги широко не застосовують. Найпоширенішими машинами вважають фрези, які за призначенням поділяють на болотні, польо- ві, просапні та садові.
Болотні фрези використовують для обробітку луків і осушених боліт з купинами і потужною дерниною, поліпшення луків і пасо- вищ, обробітку дуже зв’язаних нерівних скиб і дернини після під- няття цілини чагарниково-болотними плугами та добування торфо- кришки на добрива.
Польові фрези призначені для передпосівного обробітку важких, перезволожених ґрунтів. За допомогою фрезерних культиваторів здійснюють міжрядний обробіток просапних культур.
Садові фрези застосовують для кришіння і розпушування ґрунту та знищення бур’янів у міжряддях молодих садів, ягідних кущів і лісосмуг.
Проріджувачі використовують для догляду за посівами цукрових буряків, вздовжрядного проріджування сходів цукрових буряків.
Штангові культиватори призначені для передпосівного та паро- вого обробітку ґрунтів з метою знищення бур’янів, кришіння і роз- пушування ґрунту в недостатньо зволожених і схильних до вітрової ерозії районах.
107