Анализ технологического процесса укатывания почвы

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

На орудие в зависимости от вида обработки устанавливаются два ряда катков (рисунок 1). Катки первого ряда с планками прямоугольного сечения служат для измельчения крупных комьев, подпочвенного уплотнения почвы, выполняя функцию опоры задней части орудия. Катки второго ряда прутковые квадратного сечения служат для выравнивания поверхности поля, подпочвенного уплотнения на глубине посева и мульчирования верхнего слоя почвы.

В соответствии с назначением на катках первого ряда планки устанавливаются перпендикулярно направлению движения, на катках второго ряда угол постановки прутка к оси вращения б' рекомендуется устанавливать б' = 28є, т.е. больше угла трения почвы о сталь. Это обеспечивает свободное движение частицы почвы по прутку, что подтверждается экспериментальными данными, полученными Н.К. Мазитовым.

Рисунок 1 - Катки универсального почвообрабатывающего орудия: 1 - каток первого ряда; 2 - каток второго ряда

С уменьшением радиуса катка увеличивается угловая скорость его вращения, что ведет к более интенсивному воздействию на почву, лучшему ее крошению и выносу растительных остатков и корневой системы сорняков на поверхность поля. Минимальный радиус катка Rmin зависит от глубины хода катка:

Rmin = r + d + аk2 (1)

где: r - радиус вала катка, м; d - диаметр частиц почвы, попавших внутрь катка, м; аk2 - глубина хода катка, м.

Рисунок 2 - Схема к определению минимального радиуса катка

Угол поворота катка б0 от вертикали при входе прутка в почву и выходе из нее определяется по выражению:

cos б0 = (R - аk2)/R (2)

На рисунке 3 представлены результаты расчетов, полученные по формулам (1) и (2). Из рисунка видно, что с уменьшением радиуса катка R и увеличением глубины его хода аk2 угол взаимодействия прутка катка с почвой б0 увеличивается, что ведет к более интенсивному их взаимодействию. При этом увеличивается угловая скорость вращения катка, что ведет к лучшему крошению почвы, а мульчированный слой становится более однородным. Минимальное значение радиуса катка Rmin при различных значениях глубины обработки аk2 зависит от размера комков d и вида обработки почвы.

Рисунок 3 - Зависимость радиуса катка R от угла поворота катка б0 и глубины обработки аk2 (r = 0,05 м)

Исходя из назначения катка и результатов, полученных в ходе исследований, можно выбрать следующие конструктивные параметры рассматриваемых катков:

- диаметр катков первого ряда D1 = 0,4-0,5 м; количество планок - 11, форма планок прямоугольная, 10Ч40 мм;

- диаметр катков второго ряда D2 = 0,24-0,25 м; количество прутьев - 8; форма прутьев квадратная, 12Ч12 мм.

Вертикальная реакция почвы на катках определяется как:

Rxк i = Rzк i * м (3)

где: Rzк - вертикальная реакция почвы на каток, кН; м - коэффициент трения качения катка м = 0,2…0,4.

Значения вертикальной реакции почвы на каток определяются расчетным путем и зависят от конструктивной схемы орудия.

Расстояние между рабочими органами в зависимости от скорости движения агрегата, составляет:

- от дисковых рабочих органов до лапы первого ряда l2 = 0,7…0,9 м;

- от лапы первого ряда до лапы второго l1 = 0,6…0,8 м;

- от лапы второго ряда до катка первого ряда l3 = 0,4…0,6 м;

- расстояние между катками l4 = 0,5…0,7 м в зависимости от диаметра катка.

Полученные параметры рабочих органов и их взаиморасположение на раме орудий, а также значения сил, действующих на них, будут использованы при обосновании конструктивных параметров орудия и определении тягового сопротивления комбинированного орудия.

Определение влажности почвы.

Пробы почвы на влажность отбираются почвенным буром на необходимой глубине в пятикратной повторности. Влажность почвы определяется по среднему образцу.

Отобранную почву помещают в алюминиевую бюксу, которую в лаборатории взвешивают, затем помещают в сушильный шкаф. В шкафу пробы почвы сушат при температуре 105°С в течение восьми часов. После охлаждения бюксы с почвой вновь взвешивают. По разнице массы бюксы с почвой до сушки и после сушки определяют количество воды, которое содержится в образце почвы, по разнице массы бюксы с высушенной почвой и пустой - массу сухой почвы.

Влажность почвы W, %, определяют по формуле:

почвообрабатывающий каток бур ордината

W = (а / b) 100,

где: а - масса испарившейся воды, г; b - масса абсолютно сухой почвы, г.

Определение плотности почвы.

Плотность почвы определяется специальным буром в одном и том же месте до и после прохода трактора по его следу по горизонтам 0-5; 5-10; 10-20; 20-30 см в шестикратной повторности (в зоне мест определения твердости и влажности почвы).

Пробы на плотность почвы отбирают специальным буром. Взятый объем почвы отправляют в лабораторию, где его взвешивают и высушивают при температуре 105 °С до постоянной массы. Объем взятого образца почвы определяют умножением площади режущей части бура на его высоту. Разделив массу сухой почвы на объем образца, получают объемную массу, г/см3:

с = b/V

где: b - масса образца почвы после высушивания при температуре 105°С до постоянного веса, г; V - объем образца взятой почвы, см3.

Полученные данные обрабатывают как среднее арифметическое ряда плотности.

Уплотнение обработанного слоя почвы определяют по разности плотности почвы до и после прохода агрегата.

Определение твердости почвы. Твердость почвы определяется почвенным плотномером в местах определения влажности до прохода и после прохода агрегата по следу движителя на глубину 0-10; 10-20; 20-30 см по каждому варианту опыта в 24-кратной повторности.

Твердость почвы Р, кг/см2, определяют по формуле:

P = (hср*g)/S

Где: hcp - величина средней ординаты диаграмм твердости, см; g - масштаб пружины, кг/см; S - площадь поперечного сечения плунжера, см2.

Средняя ордината определяется планиметрированием диаграммы и рассчитывается по формуле:

hcp = F/l , м

где: F - площадь диаграммы, мм2; l - длина диаграммы, мм, или измерением ряда ординат через 1 см длины диаграммы и вычислением их среднего арифметического значения. При определении твердости пользуются тарировочным графиком плотномера.

Размещено на Allbest.ru