Файл: ответы к госам почвы.doc

Тяговое сопротивление машин определяют динамометрированием. Динамографы записывают изменение тягового сопротивления по пути перемещения или во времени.

Характерная особенность динамограмм (рис. 76) почвообрабатывающих машин - большая изменчивость тяговых сопротивлений, вызываемая колебанием значений параметров, характеризующих физико-механические свойства почвы, неровностями микрорельефа и рядом других факторов.

Для оценки динамики тяговых усилий используют степень неравномерности δ_н, рассчитываемую по выражению:

δ_н = (R_Xmax – R_Xmin)/ R_X_ср

Однако степень неравномерности тягового сопротивления не выявляет скорость его изменения. Профессор Ю.К.Киртбая рекомендует изменчивость тягового сопротивления оценивать показателем в, который можно получить из выражения:

Θ = (R_Xmax – R_X_ср)/ T_i² =2ΔR_X/ T_i

где 2ΔR_X - размах колебания тягового сопротивления, H; T_i - период колебания, м.

14. Развитие поверхности плоского клина в криволинейную поверхность.

Действие на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин можно представить как воздействие на нее клина.

Различают плоский и криволинейный клин, т. е. рабочие поверхности которых соответственно плоскость или криволинейная поверхность.

Плоский клин. В зависимости от количества рабочих плоскостей (граней) плоский клин бывает одно-, дву- и трехгранный.

В одногранном, или простом, клине (рис. 4, а) рабочей гранью является плоскость АВ, установленная под углом а к горизонту. Другая плоскость АС - нерабочая и действия на почву не оказывает.

Двугранный клин BAD (рис. 4, б) имеет две рабочие грани АВ и AD. Этот клин может рассматриваться как совокупность двух простых клиньев, у которых рабочие грани установлены под углами а и си к горизонту. Приα₁ = 0 грань AD совпадает с гранью АС, которая является опорной плоскостью клина ВАС.

Трехгранный клин представляет собой тетраэдр ABCD (рис. 4, б). В общем виде он имеет три рабочие грани ABC, ABD и ACD. B частном случае рабочей гранью служит лишь одна ABC (рис. 4, г), а грани ABD и ADC могут быть опорными плоскостями. Для указанного случая необходимо условие, чтобы одно из ребер, например AD, совпадало с направлением движения. Этот же клин можно представить как косо поставленный простой. Поэтому трехгранный клин часто носит название косого клина. Он характеризуется тремя углами α, β и γ.

Рассмотрим значение каждого угла на примере простого клина (рис. 5).

У клина с углом α (рис. 5, а) ребро АС установлено перпендикулярно направлению движения, оно подрезает пласт почвы в горизонтальной плоскости, а рабочая грань поднимает его на себя. Пласт почвы изгибается и при недостаточной связности крошится.

Нижнее ребро CD клина с углом β (рис. 5, б) совпадает с направлением движения, его рабочая плоскость наклоняет пласт в направлении, перпендикулярном движению, что способствует оборачиванию пласта.

У клина с углом γ (Рис- 5, в) ребро АВ перпендикулярно горизонтальной плоскости. Пласт почвы под воздействием рабочей плоскости этого клина сдвигается в сторону. Таким образом, в зависимости от положения рабочей грани простого клина по отношению к горизонтальной плоскости и направлению движения, характеризуемое углами α, β и γ получаем различное действие клина на почву.

Воздействие на почву трехгранного клина можно представить как действие трех простых клиньев с углами α, β и γ.

Построим клин ОВАА'СС (рис. 6) с углом α, обеспечивающий подрезание и подъем пласта. На сторонах OB, OA и ОС построим клин ОВСА'АВ' с углом β, наклоняющий пласт вбок. И наконец, по тем же сторонам построим клин ОАСС'ВВ' с углом γ, сдвигающий пласт в сторону. Соединив точки А, В и С сплошными линиями, получим трехгранный клин ОАВС с теми же углами α, β и γ.

Таким образом, при движении трехгранного клина пласт подрезается, поворачивается и сдвигается в сторону, так же как и при последовательном воздействии трех простых клиньев.

Криволинейный клин. Такой клин более интенсивно действует на почву. У него углы α, β и γ не постоянны, а изменяются в определенных пределах.

При воздействии на почву плоского клина, например с углом а, пласт деформируется при переходе на рабочую грань. В дальнейшем, перемещаясь по плоской грани, он не получает дополнительного воздействия со стороны клина. Для более интенсивного воздействия клина на пласт необходимо на пути его перемещения по клину с гранью АА₁ и углом α (рис. 7, а) поставить новый клин, у которого рабочая грань А₁А₂ поставлена под углом α₁ большим, чем α, затем — клин с гранью А₂ А₃ и углом углом α₂ большим, чем α₁, и т. д. Многократное последовательное наращивание начального клина приведет к образованию многогранной поверхности AA₁A₂A...A_n. Для непрерывного деформирования пласта при движении по поверхности клина нужно воспользоваться криволинейной поверхностью АВ₁В₂...В_п, вписанной в многогранник AA₁A₂A...A_n (рис. 7, б). Так образуется криволинейный клин.

У криволинейного трехгранного клина углы α, β и γ должны непрерывно изменяться. Деформирующие свойства криволинейной поверхности зависят от характера изменения указанных углов. Так,, например, крошащая способность криволинейной поверхности растет с увеличением углов α и γ.

Рабочие органы почвообрабатывающих машин бывают с плоскими, цилиндрическими, цилиндроидальными и винтовыми поверхностями..

15. Классификация цилинроидальных рабочих поверхностей, их технологические свойства.

По геометрическим параметрам и формам рабочие поверхности разделяют на цилиндроидальные и винтовые.

В цилиндроидальной поверхности угол γ изменяется от γ₀ до γ_max по зависимостям, приведенным на рис. 3.5, г, д.

Культурные отвалы от полувинтовых различаются также видом зависимости y=f(Z). От лезвия лемеха до его стыка с отвалом угол у сначала уменьшается от γ₀ до γ_min на 2...3º, что облегчает подъем пласта на грудь отвала и устраняет задирания почвы бороздным обрезом. После линии стыка угол γ у культурных отвалов возрастает по выпуклой кривой, а у полувинтовых — по вогнутой. При такой закономерности культурные отвалы имеют лучшую крошащую способность и при малой кривизне рабочие поверхности меньше залипают. Интенсивное (от 35 до 50°) нарастание угла γ у полувинтовых отвалов способствует большему обороту пласта крылом отвалов.

Δγ = γ_max- γ₀ - полувинтовая поверхность (Δγ=7…12º), культурная поверхность (Δγ=0…7º).

16. Особенности рабочих поверхностей плужных корпусов для скоростной вспашки.

При работе на повышенных скоростях (9... 12 км/ч) наблюдается фонтанирование почвы на отвале, повышаются затраты энергии на вспашку. Полувинтовыми корпусами пласты разбрасываются и беспорядочно укладываются. Для пахоты со скоростями 9...12 км/ч разработаны рабочие поверхности, у которых разница углов Δγ = γ₀– γ_min=7° (у обычных - 1...3º), а угол α₀ = 23...25° (у обычных - 30...32º). Скоростные корпуса с такими параметрами обеспечивают качественную обработку почвы, энергозатраты возрастают незначительно.

____________________________________________________________________________________________________________

17. Определение максимальной глубины вспашки.

Оборот пласта. При вспашке с оборотом почвенного пласта заделываются дернина, растительные остатки, сорняки, органические и минеральные удобрения.

Рассмотрим схему оборота пласта, принимая, что его размеры (толщина а и ширина Ь) не изменяются. Пусть в исходном положении пласт представляет прямоугольник ABCD (рис. 3.6, а) со сторонами а и Ь. Вначале пласт поворачивается относительно ребра А, затем, приняв вертикальное положение АВ₁С₁D₁, перемещается вокруг ребра D₁ до D₁A₂B₂C₂, при котором он ляжет на ранее отваленные пласты.

Из схемы видно, что прямоугольные треугольники A₂’D₁D₂’ и С₂’D₂’Е равны между собой, так как гипотенузы D₁D₂’=C₂’D₂’, а углы δ одинаковы. Следовательно, если C₂’E=A₂’D₂’, а A₂’D₂’=а, то и C₂’E = а, т.е.точки стыков С₂ и C₂’ пластов от дна борозды будут на высоте, равной глубине пахоты

Уложенные пласты займут устойчивое положение, если линия действия силы G_П тяжести пласта (рис. 3.6, а) пересечет дно борозды правее точки D₂’. Предельное положение (неустойчивое положение) будет таким, при котором диагонали D₂B₂ и D₂’B₂’ располагаются вертикально. Тогда из подобия прямоугольных треугольников A₂B₂D₂ и A₂’B₂’D₂’ имеем, что D₂B₂/ A₂B₂= D₂D₂’/A₂’D₂’ или (b/a=(a²+b²)^1/2)^1/2. Обозначив b/а =k, получим биквадратное уравнение k⁴-k²-l=0.