Робочі процеси при культивації ґрунту

Основним робочим органом культиватора є стрілчаста лапа, яка являє собою двобічний косо поставлений клин.

Культиваторна лапа не тільки розпушує ґрунт, але й зрізає бур'яни. Тому її треба розглядати як різальний і розпушувальний робочий орган.

Параметрами стрілчастої лапи є ширина захвату В (рис. 4.3), кут розхилу 2γ, кут кришіння β, кут загострення леза і, затилковий кут ε і кут нахилу лапи α (кут входження в ґрунт), a також ширина крил b.

Рис. 4.3. — Параметри стрілчастої лапи

Кут кришіння β визначає розпушувальну здатність лапи. У плоскорізальних лап β = 15-18 °, універсальних - 28-30 °.

Кут загострення визначається заточуванням лапи, яке може бути залежне від значення кута β: верхнім (при β ≤ 15 °), і комбінованим (при β ≥ 15 °) і нижнім (при р β > 25 °). Ширина крил коливається в межах b = 40-80 мм. Між лезом і ґрунтом повинен бути кут зазору (ε ≥ 10 °)

Величина кута розхилу 2γ значно впливає на якість роботи лапи. На пухких ґрунтах можна часто спостерігати обмотування лапи бур'янами, яке призводить до залипання її землею і втрати стійкості ходу культиватора. Обмотування має місце при великих значеннях кута γ. Вирвані з ґрунту стебла і корені рослин, перегнувшись на лезі, починають разом з лапою рухатися. Під час руху лапи обмотування все збільшується і, нарешті, лезо буває повністю обмотане рослинними залишками і втрачає здатність перерізувати бур'яни, тому кут у потрібно вибирати таким, щоб бур'яни в процесі підрізання ковзали вздовж леза (див. рис. 4.4).

Зіткнувшись з бур'яном, лезо втискає його в ґрунт і при недостатній міцності кореня і товщині різальної кромки не більше 0,3 мм перерізає його.

Однак у більшості випадків лезо лапи продовжує втискати корінь бур'яну в ґрунт.

Тільки в перший момент зіткнення з коренем бур'яну лезо може перерізати або розірвати його, оскільки в наступних стадіях реакція підпору бур'яну зменшується до певної межі. В. П. Горячкін стверджував, що при одночасному різанні з ковзанням матеріалу вздовж довжини різання сила різання буде тим менша, чим більше поздовжнє переміщення відносно нормального.

Рис. 4.4. — Параметри культиваторних лап

Чим більше ковзання матеріалу по лезу, тим менша сила різання.

Різання з ковзанням має місце за таких умов (рис. 4.5):

I) (90° - γ) > φ; (φ- кут зовнішнього тертя);

II) матеріал, що розрізається, повинен бути пластичним, податливим. Крихкий матеріал різати з ковзанням не можна. На рис. 4.5. показано рівнодіючу сил R, положення частинки т₁, куди б вона перемістилась, якби різання було без ковзання; положеннячастинки, куди вона перемістилась при різанні з ковзанням т₂, шлях стебла в ґрунті т₁-т₂; переміщення стебла по лезу (ковзання) т₁-т₂.

Рис. 4.5. — Кут розхилу стрілчастої лапи

Коефіцієнт ковзання і визначається відношенням:

. (4.1)

Застосовуючи теорему синусів, запишемо:

.

Коефіцієнт ковзання буде тим більше, чим менше γ. А при 90 ⁰ – γ = φ, γ + φ = 90 ⁰; cos 90 ⁰ = 0.

Отже, і = 0, тобто в цьому випадку ковзання припиняється. На коефіцієнт ковзання впливають і властивості ґрунту. Згідно з експериментальними даними, φ_mах =45 ⁰.

Тоді γ = 90 ⁰ – γ = 45⁰; 2γ_пред ≤ 90 ⁰ .

Питання для самоконтролю:

1. Кінематичні параметри стрілчастої лапи

2. Вплив коефіцієнта ковзання на лапу

Дата добавления: 2015-12-07