Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту

ε1 — кут установлення лемеша до дна борозни (беруть більше на 3…5° від кута ε0 основного плужного корпусу);

S — довжина прямолінійної ділянки напрямної кривої (S = 45 мм). Криволінійний відрізок напрямної кривої підбирають у вигляді

параболи, описаної навколо дуги кола з радіусом

	b
R =	1	,
	(2π − ε01 )cosγ01

де b1 — ширина захвату передплужника; ε01 — кут установлення лемеша передплужника до дна борозни; γ01 — кут між лезом леме-

ша і стіною борозни.

Напрямна крива розміщується в площині, перпендикулярній до леза лемеша передплужника, на відстані 2/3b1 від носка лемеша.

Висота польового обрізу лемішно-полицевої поверхні передплуж- ника дорівнює ширині захвату b1. Верхній кінець польового обрізу

полиці передплужника відхилений у бік борозни на 5 мм. Лезо ле- меша передплужника встановлене не горизонтально. Носок лемеша розміщується на 8…10 мм нижче від борозенного кінця леза. Нахил леза забезпечує передплужнику забір глибини і поліпшує стійкість плуга по глибині.

1.2.7.Особливості швидкісних робочих поверхонь плужних корпусів

Робочі лемішно-полицеві поверхні плужних корпусів, установле- ні на плугах загального призначення і розраховані для роботи на швидкості 4…5 км/год, можуть працювати також на швидкості 6…7 км/год без зміни їхніх параметрів і форми. При цьому якість оранки поліпшується: повніше загортаються рослинні рештки; змен- шується кількість великих брил; утворюються більш вирівняна по- верхня поля, чистіша і ширша борозна. У разі збільшення швидко- сті до 8…10 км/год якість оранки погіршується: відбувається над- мірне кришіння скиби та далеке відкидання її вбік; погіршується загортання поживних решток і обертання скиби; значно зростає тя- говий опір.

Для роботи на підвищених швидкостях застосовують плужні кор- пуси з робочими циліндроїдальними поверхнями, але зі зміненими параметрами. Під час роботи на швидкості до 8 км/год робочі поверх- ні корпусів мають кут між твірною і стінкою борозни γ0 = 38…42°, а

кут між площиною дна борозни і дотичною до напрямної кривої, яка розміщена в площині, перпендикулярній до леза лемеша, ε0 = 30°

(рис. 1.39, а). Для роботи на швидкості 9…12 км/год робочі поверхні

63

Розділ 1

мають кути γ0 = 42° і

ε0 = 25° (рис. 1.39, б).

У цих корпусах кут γ

	зменшується від γ0 до
	γmin не лише в зоні, де
	полиця	дотикається
	до лемеша, а і в зоні
	грудей полиці. Крило
	полиці	цих корпусів
	займає більш полегле
	положення, що забез-
	печує зниження швид-
	кості відкидання ски-
	би в бік борозни, а
	також тиску скиби на
Рис. 1.39. Схеми плужних корпусів для роботи	робочу поверхню, осо-
на підвищених швидкостях:	бливо на крило.
а — до 8 км/год; б — 9…12 км/год; в — з комбінованою	Із підвищенням ро-
робочою поверхнею	бочої швидкості плуга

збільшується швидкість піднімання скиби по робочій поверхні, що може призвести до пересипання ґрунту через полицю. Тому висоту напрямної параболи слід брати дещо більшою. Щоб запобігти зади- ранню верхньої грані скиби борозенним обрізом полиці, роблять спеціальний виріз у борозенному обрізі полиці.

Ці робочі поверхні будують так само, як і поверхні культурного типу.

Швидкісні корпуси з такими параметрами робочих поверхонь мають значно більшу довжину, ніж звичайні корпуси, для роботи на швидкості 4…5 км/год завдяки зменшенню кутів між твірними і стінкою борозни. Це зумовлює збільшення металомісткості плуга. Щоб уникнути цього, запропоновано корпуси з комбінованими робо- чими поверхнями. Вихідними параметрами для цих поверхонь є кути γ0 = 45° і ε0 = 25° (рис. 1.39, в). Робоча поверхня таких плужних

корпусів є комбінацією двох конічних і циліндроїдальної поверхонь. Леміш і нижня частина грудей полиці є конічною поверхнею, вер- шина О1 конуса якої розміщена біля польового обрізу лемеша. З ці-

єю поверхнею плавно сполучена поверхня верхньої частини полиці, що також має конічну форму, вершина О2 якої лежить біля боро-

зенного обрізу. Крило має циліндроїдальну робочу поверхню з по- хилими твірними. Така робоча поверхня забезпечує якісну оранку на швидкості 8…12 км/год з порівняно невеликим тяговим опором.

Робота плугів на підвищених швидкостях супроводжується де- яким виглибленням корпусів, тому для забезпечення заданої гли-

64

Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту

бини оранки плуг слід попередньо встановити на 1…3 см глибше. Остаточну глибину оранки встановлюють на перших проходах орно- го агрегату.

1.2.8. Сили, що діють на плужний корпус

Під час роботи на плужний корпус діють елементарні нормальні й дотичні сили, які в різних точках його робочої поверхні мають різ- ний напрямок і значення, тобто є просторовою системою сил. Така система не може бути зведена до однієї рівнодійної сили. Із теоретич- ної механіки відомо, що в загальному випадку просторова система сил може зводитися до головного вектора і головного моменту. Така силова характеристика плужного корпусу складна і незручна для вирішення деяких практичних завдань.

Для визначення стійкості руху плуга за глибиною і шириною за- хвату, тиску на польову дошку тощо слід знати триплощинну сило- ву характеристику, тобто значення, напрямок і точку прикладання сил до плужного корпусу в трьох площинах проекцій.

У площинах координат хОу, хОz, уОz сумарну дію елементарних сил опору ґрунту можна подати однією результуючою силою певного

значення і напрямку.

При переміщенні плужного корпусу в напрямку осі х у горизон-

	тальній площині хОу (рис. 1.40, а) сумарна сила								′	2	2
										Rx + Ry , у
									Rxy =
	поздовжньо-вертикальній				площині		хОz (рис.		1.40,	б)	сила
	′	2	2
	Rxz = Rx + Rz , у поперечно-вертикальній площині уОz (рис. 1.40, в)
	сила R′yz =		Ry2 + Rz2 .
		Напрямки дії цих сил відповідно становлять
				Ry		R		R
			θ = arctg		; ψ = arctg	z	; ξ = arctg		z .
				R				R
						R			y
				x		x

Рис. 1.40. Силова характеристика плужного корпусу в площинах:

а— горизонтальній (хОу); б — поздовжньо-вертикальній (хОz);

в— поперечно-вертикальній (уОz)

65

Розділ 1

Плечима цих сил відносно носка лемеша відповідно є lxy, lxz, lyz,

які визначаються графічним способом.

Усі ці параметри можна визначити просторовим динамометру- ванням плужного корпусу. Результати динамометрування культур- ного корпусу у Всесоюзному науково-дослідному інституті сільсько- господарського машинобудування показали таке.

Сила Rxy′ , що є в горизонтальній площині, напрямлена під ку-

том θ = 15…25° до осі х, а плече lxz = (0,3…0,5)b, де b — ширина за- хвату корпусу.

Сила Rxz′ , що є в поздовжньо-вертикальній площині, напрямле-

на під кутом ψ = ± 12° до осі х. За додатного значення кута ψ плече

lxz = 0,5а і за від’ємного — lxz = 0,33а, де а — глибина оранки.

Сила R′yz , що є в поперечно-вертикальній площині, напрямлена

під кутом ξ = ± 45° до осі у. За додатного значення кута ξ плече lyz = 0,5b, а за від’ємного — lyz = 0,75b.

Отримані числові значення кутів θ , ψ, ξ, під якими напрямлені сили Rxy′ , Rxz′ і R′yz , просторовим динамометруванням, а також за-

лежностями, що випливають із рис. 1.40, дають змогу встановити числові залежності між силами Rx, Ry, Rz.

Так, підставивши значення кута θ у формулу Ry = Rx tgθ, отри- маємо

Ry = Rx tg(15...25°) = (0,25...0,45)Rx .

(1.30)

Підставивши значення кута ψ у формулу Rz = Rx tgψ, дістанемо

Rz = Rx tg(±12°) = ±0,2Rx .

(1.31)

Рис. 1.41. Залежність сил Rx, Ry i Rz плужного кор-

пусу від глибини оранки

Отже, знаючи значення однієї з трьох сил, можна легко обчислити значення двох інших. Для цього найзручніше кори- стуватися силою Rx, оскільки вона є тяго-

вим опором плужного корпусу і її значен- ня можна визначити при динамометру- ванні плуга.

Значення сили Rx обчислюють за ре- зультатами динамометрування:

R	=	ηRпл	,	(1.32)
x		n

де η = 0,6…0,8 — коефіцієнт корисної дії плуга; Rпл — тяговий опір плуга; n — кі-

лькість корпусів.

66