Теоретичне дослідження тягового опору знаряддя для глибокого обробітку ґрунту

Abstract

Основним заходом із усунення негативного впливу переущільнення ґрунтів є глибоке їх розпушення. Дослідження твердості ґрунтів виявили значні коливання глибини залягання переущільнених шарів в умовах навіть невеликих за площею земельних ділянок. Відомі конструкції глибокорозпушувачів передбачають суцільний обробіток підорних шарів на глибину, що рівна максимальним значенню глибини розташування плужної підошви на усьому полі. Конструкція пристроїв для зміни глибини ходу робочих органів глибокорозпушувачів не дозволяє здійснювати зміну глибини обробітку у режимі реального часу на основі картограм твердості ґрунтів. Нами запропоновано перейти до принципу руйнування цілісності переущільного шару шляхом прорізання отворів трубчастим робочим органом. Розроблено конструкцію машини для реалізації такого способу обробітку. Мета дослідження – теоретично встановити тягового опір такої машини та обґрунтувати конструктивні параметри його робочого органу. Отримано залежність, яка дозволяє оцінити вплив таких параметрів як діаметр зуба, кількість зубів на диску та віддалі між дисками на енергетичні затрати під час роботи машини. На основі аналізу графіків побудованих за цією залежністю встановлено, що для досягнення питомого тягового опору на рівні 5 кН доцільно встановлювати на одному диску від 6 до 8 зубів. При цьому діаметр зуба не повинен бути більшим за 0,03 м, а віддаль між дисками на роторі не повинна бути меншою від 0,3 м. Перевірка робочого органу (зуба) на стійкість проти прогинів при його заглибленні у ґрунт з твердістю гр P = 40 кг/см2 виявила, що для зуба довжиною 0,5 м переріз у вигляді сектора кільця із зовнішнім діаметром 0,03 м, кутом сектора 2000 та товщиною стінки кільця 0,004 м стійкість буде забезпечена.

The main measure to eliminate the negative impact of soil compaction is their deep loosening. Studies of soil hardness have revealed significant fluctuations in the depth of occurrence of compacted layers even in conditions of small land plots. Known designs of deep subsoilers provide for continuous cultivation of subsoil layers to a depth equal to the maximum value of the depth of the plow sole on the entire field. The design of devices for changing the depth of travel of the working bodies of deep subsoilers does not allow changing the depth of cultivation in real time based on soil hardness cartograms. We have proposed to switch to the principle of destroying the integrity of the compacted layer by cutting holes with a tubular working body. A machine design has been developed to implement this method of cultivation. The purpose of the study is to theoretically establish the traction resistance of such a machine and substantiate the design parameters of its working body. A dependence was obtained that allows us to assess the influence of such parameters as the diameter of the tooth, the number of teeth on the disk and the distance between the disks on the energy costs during the operation of the machine. Based on the analysis of the graphs constructed according to this dependence, it was established that to achieve a specific traction resistance of 5 kN, it is advisable to install from 6 to 8 teeth on one disk. In this case, the diameter of the tooth should not be more than 0.03 m, and the distance between the disks on the rotor should not be less than 0.3 m. Testing the working body (tooth) for resistance to deflection when it is buried in soil with a hardness of гр P = 40 kg/cm2 revealed that for a tooth 0.5 m long, a section in the form of a sector of a ring with an outer diameter of 0.03 m, a sector angle of 2000 and a ring wall thickness of 0.004 m will ensure stability.