Розділ 1

жів на одному диску zn:

n =	2v	.	(1.100)
	Szzn

Відстань між сусідніми дисками lд на барабані залежить від

форми і ширини загнутої частини ножа. Її рекомендують брати lд = 100…200 мм.

1.7. Теорія та розрахунок котків

Залежно від конструкції робочого органа котки застосовують для ущільнення і вирівнювання поверхні ґрунту, подрібнення брил, руйнування ґрунтової та льодяної кірки та прикочування зелених добрив перед заорюванням.

Рис. 1.70. Котки:

а— гладенький; б — кільчасто-шпоровий; в — кільчасто-зубчастий;

г— кільчасто-клинчастий; д — борончастий

За призначенням котки поділяють на польові та болотні. За фор- мою робочої поверхні вони бувають гладенькі (рис. 1.70, а), кільчас- то-шпорові (рис. 1.70, б), кільчасто-зубчасті (рис. 1.70, в), кільчасто- клинчасті (рис. 1.70, г) та борончасті (рис. 1.70, д).

120

Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту

1.7.1. Процес дії котка на ґрунт

Робочим органом котків є циліндрична поверхня, якою він діє на ґрунт. При перекочуванні котка по поверхні поля часточки ґрунту переміщуються в горизонтальному і вертикальному напрямках, описуючи певну траєкторію. Характер і форма траєкторії залежать переважно від параметрів котка, радіального навантаження на ко- ток, ґрунтових умов і місця знаходження часточки в шарі ґрунту. Із результатів експериментальних досліджень М.Х. Пігулевського вид- но, що часточки а0, b0 і с0 (рис. 1.71, а) із свого початкового поло-

ження під дією котка переміщуються вперед, але спочатку дещо піднімаються вгору, а потім опускаються до певного рівня. Верхня часточка а0, опи-

суючи траєкторію

а0а1а2а3 переміщу- ється у кінцеве по-

ложення а3 на по-

верхні колії, утво- реної котком. Час- точка b0, що роз-

міщується на пев- ній глибині в ґрун- ті, описує траєкто-

рію b0b1b2b3, яка коротша за траєк-

торію, що описує часточка а0, проте

характер її пере- міщення такий са- мий. Часточка с0,

Рис. 1.71. Траєкторія поздовжнього переміщення часточок ґрунту від дії котка:

а — на різній глибині; б — залежно від діаметра котка D при однаковій колії h

яка знаходиться ще глибше, переміщується аналогічно, але опускається на меншу

величину. Чим глибше розміщується часточка, тим менше вона пе- реміщується і на глибині d її переміщення не спостерігається. По- здовжнє переміщення часточок ґрунту спричинює внутрішнє тертя між собою, що зумовлює руйнування структури ґрунту.

Коткування полягає у вертикальному переміщенні часточок ґрунту. Досліди показують, що поздовжня деформація ґрунту знач- ною мірою залежить від діаметра котка. Із рис. 1.71, б видно, що за однакової глибині колієутворення поздовжня деформація ґрунту збільшується зі зменшенням діаметра котка. Застосування котків із малим діаметром призводить до небажаних результатів.

121

Рис. 1.72. Схема до ви- значення діаметра котка

Розділ 1

1.7.2. Визначення параметрів котка

Основними параметрами котка є діаметр і ширина (довжина). Вибираючи діаметр котка, слід ураховувати поздовжню деформацію ґрунту. Цього досягають за умови, що кут α (рис. 1.72) обхвату котка ґрунтом не перевищуватиме 20°. При цьому ґрунтовий валик перед котком має незначний розмір.

Із рис. 1.72 видно, що

cosα =	D − 2h	=1 −	2h	,	(1.101)
	D		D

де D — діаметр котка; h — глибина колії котка.

Із залежності (1.101) визначаємо діа- метр котка:

	2	(1.102)
D ≥	1 − cosα.

Задавши глибину колії котка і кут об- хвату, можна визначити допустимий міні- мальний діаметр котка.

Ширину захвату котка вибирають залежно від умов пристосу- вання його до рельєфу поля. Для рівнинних умов ширина котка становить близько 2 м, а для гірського рельєфу та пересічених по- лів — не більше ніж 1 м.

Процес роботи кільчасто-шпорових, кільчасто-зубчастих, кіль- частих і борончастих котків дещо відмінний. Верхній шар ґрунту вони залишають розпушеним, а нижній — ущільнюють так само, як це робить гладенький коток.

1.7.3. Опір перекочуванню котка

Значні зміни фізико-механічних властивостей ґрунту під час кот- кування ускладнюють точний розрахунок зусилля на перекочування котка. Дослідники, виходячи з тих чи інших передумов, виводять різ- ні формули для визначення зусилля на перекочування котка.

Зусилля на перекочування колеса чи котка вперше визначив Грандвуале, а пізніше підтвердив В.П. Горячкін.

Згідно з цими розробками зусилля Р на перекочування гладень- кого котка визначають за формулою

	P = 0,863	G4	,
		q0BD2

де G — сила ваги котка, Н; В — ширина захвату котка, см; D — діа-

122

Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту

метр котка, см; q0 — коефіцієнт об’ємної деформації ґрунту, Н/см3

(0,3 < q0 < 0,5).

Зусилля перекочування негладенького котка дещо більше:

	P = 0,86k3	G4	,
		q0BD2

де k = 1,0…1,3 — коефіцієнт, що враховує додатковий опір від дефор- мації ґрунту, яку здійснюють негладенькі елементи котка.

Для суцільних кільчастих котків k = 1,1…1,2, для комбінова- них — k = 1,1…1,3, для котків, у яких кільця розміщені з деякою відстанню між ними, k = 1,0.

Знаючи параметри гладенького котка, можна визначити глиби- ну колії h:

	1,33	G2
h =			.
	3 q02B2D

Глибина колії визначає ступінь руйнування структури ґрунту.

123