Основи теорії та розрахунку машин для сівби і садіння

v = α 2

∆P

,

(2.60)

п.п ρ

де α — аеродинамічний коефіцієнт опору отвору, який дорівнює 0,70…0,72 для отворів діаметром 0,8…3,0 мм; ρ — щільність повітря.

На практиці розрідження ∆P підбирають таким чином, щоб си- ла присмоктування була в десятки разів більшою від сили ваги на- сіння. Для насіння цукрового буряку відношення P /mg становить

125, для кукурудзи — 32,2.

2.2.4. Основи теорії сошників

Робочий процес сошника складається з трьох фаз: утворення бо- розенки, розміщення в ній насіння, часткове або повне загортання насіння в ґрунт.

Утворення борозенки. Форма і розміри борозенки, яку утворює сошник, залежать переважно від кута α входження сошника у ґрунт і від параметрів клина, утвореного наральником анкерного та кіле- подібного сошників і взаємним розміщенням дисків у дводисковому сошнику.

Сили, що діють на сошник із гострим і тупим кутами входження

уґрунт, проаналізовано на рис. 2.6.

Упершому випадку часточка ґрунту m може рухатися вгору по

Рис. 2.6. Схема утворення борозни різними сошниками:

а, б, в — вплив на ґрунт сошників відповідно з гострим і тупим кутами входження та дво- дискових; І, ІІ — положення сошників

141

Розділ 2

сошнику, якщо

Nґ ≥ F,

або

	π		≥ N tgϕ.
	N tg	− α
Звідси	2
π	− α ≥ ϕ, або α ≤			π	− ϕ,	(2.61)
2				2

де ϕ — кут тертя.

За такого кута підйому сошника часточки ґрунту прямують угору вздовж його лобової грані, поверхня ґрунту розпушується, а сошник заглиблюється в ґрунт, утворюючи нерівний хвильовий мікро- рельєф. Це явище небажане, тому реальний кут входження сошни- ка в ґрунт має бути більшим, ніж розрахований.

У другому випадку часточка ґрунту рухатиметься вниз по сош- нику тоді, коли

N tg 2π −(π − α) ≥ N tgϕ,

або

			α −	π	≥ N tgϕ.
N tg
Звідси				2
α −	π	≥ ϕ, або α ≥ ϕ + π.				(2.62)
	2				2

Проаналізувавши рівняння (2.62), дійдемо висновку, що часточ- ки ґрунту вдавлюватимуться сошником, при цьому сошник намага- тиметься вийти з ґрунту, що також небажано.

Отже, значення кута входження сошника в ґрунт має бути в ме- жах

π	+ ϕ ≥ α ≥	π	− ϕ.	(2.63)
2		2

Якщо вважати, що коефіцієнт тертя чорнозему по металу дорів- нює 0,6, то межі зміни кута α становитимуть: 121° ≥ α ≥ 59°. Цей розрахунок вказує на доцільність застосування сошників, у яких

α = 2π, тобто прямий кут входження у ґрунт.

Площини дисків дискових сошників виконують роль щоки, а зі-

142

Основи теорії та розрахунку машин для сівби і садіння

мкнена передня частина дисків замінює наральник. Тому на розмі- ри і форму борозенки впливають не тільки кут між дисками, а й ви- сота розміщення точки зіткнення кромок дисків.

Нехай точка М зіткнення дисків лежить на висоті, що визнача- ється кутом α1 нахилу радіуса ОМ = r (рис. 2.6, в) до вертикалі. По-

значимо кут розходження дисків сошника через ψ. Умовно розрі- завши диски по їх горизонтальному радіусу, розвернемо половину

дисків на кут 2π, сумістивши їх з горизонтальною площиною. Тоді

відстань ВС буде шириною b1 борозенки, що створюється сошником. Із трикутника ВМС отримаємо

BC = MB sin ψ2 .

Проте MB = MO − BO = MO −OM cos α1 = r(1 − cos α1 ), тому

b	= 2r(1 − cosα )sin ψ.		(2.64)
1	1	2

Якщо точка М зіткнення піднята занадто високо (α ≥ π/4), то кож- ний із дисків працює окремо, утворюючи самостійну борозенку, що за правилами агротехніки небажано при звичайному посіві, й вико- ристовується в дводисковому сошнику для вузькорядних посівів.

Із виразу (2.64) можна визначити кут розходження дисків ψ. Оскільки висота h точки зіткнення дисків над площиною опори

становитиме h = r(1 − cos α1 ), то

sin	ψ	=	b1	.	(2.65)
	2
			2h

Розміщення насіння в борозенці залежить не тільки від гли- бини ходу сошника, а й від характеру зсипання ґрунту, який утво- рюється під сошником при його нерозвинених щоках.

Найкращі показники поздовжньої рівномірності висіву і най- меншу ширину рядка висіяного насіння отримують, застосовуючи кілеподібні сошники з тупим кутом входження в ґрунт, гірші — ан- керні сошники з гострим кутом входження в ґрунт, які дуже розки- дають насіння в різні боки, а найгірші — дискові.

Щоб поліпшити рівномірність розподілу насіння по глибині, в сошниках використовують відбивальну пластину, що спрямовує на- сіння до носка наральника, куди не досягає основа конуса зсипання ґрунту і де дно борозенки майже рівне.

За швидкості посіву понад 9 км/год істотно погіршується рівно-

143

Розділ 2

мірність загортання насіння у ґрунт по глибині.

Загортання насіння в ґрунт. За агротехнічними вимогами на- сіння потрібно вкласти на ущільнене дно ґрунту, в якому відновле- но капілярні проходи, що поставляють вологу до насіння. Дно боро- зенки ущільнюють тільки сошники ковзання, що спираються на трикутник, а не на одну точку носка наральника.

Після проходження сошника насіння загортається частково або повністю внаслідок обсипання ґрунту зі стінок борозенки, розміще- ної під кутом природного укосу. При цьому потрібно, щоб спочатку обсипався більш вологий ґрунт із нижніх прошарків, а потім — з верхніх.

Розміщення сошників. Істотним тут є те, що під час руху сош- ника в розпушеному ґрунті утворюється передсошниковий пагорб, що розвивається на певну відстань уперед і в боки (рис. 2.7). Части- на ґрунту, на яку діє сошник, характеризується по поверхні деяким контуром, розміри якого в поздовжньому і поперечних напрямках зумовлені конструкцією сошника і станом ґрунту.

Ширина bx передсошникових пагорбів визначає найменшу від- стань b між сошниками в одному ряду за умови

b > bx .

(2.66)

У протилежному випадку при поступовому зближенні сошників у ряду до b = bx передсошникові пагорби зливаються і утворюється

суцільний вал. Тоді сошники почина-

	ють гребти ґрунт, унаслідок чого нор-
	мальний процес утворення борозенки
	порушується.
	За дослідними даними для кілепо-
	дібних сошників b > 15 см, анкерних —
	20 см, дводискових — 25 см. Щоб отри-
	мати подібну ширину міжрядь сошни-
	ки розставляють на сівалках, як пра-
	вило, в два ряди.
	У поздовжньому напрямку для дис-
	кових сошників рядкових сівалок від-
	стань між сошниками беруть 22 см, для
Рис. 2.7. Схема розміщення	дискових сошників вузькорядних сіва-
сошників	лок — 47, для кілеподібних сошників
	сівалок під час висіву льону — 25 см.
	Однак при цьому повністю не лікві-

довується вплив сошників заднього ряду на глибину загортання на- сіння сошниками переднього ряду.

144