2.1 Изыскание энергосберегающего способа посева зерновых
В первом разделе было показано, что наиболее эффективным является совмещение операций посева с внесением основного удобрения.
По данным [33, 60], оптимальная плотность почвы, необходимая для посева зерновых, составляет 1,05...
3,10 г/см3, что обеспечивается при посеве зерновых стрельчатой лапой. Однако у стрельчатой лапы, несмотря на множество преимуществ перед другими сошниками, есть существенный недостаток— большое тяговое сопротивление, возникающие вследствие подъема почвы лапой. Следует отметить, что общее тяговое сопротивление сошника на базе стрельчатой лапы пропорционально работе по подъему почвы.Определим работу по подъёму почвы стрельчатой лапой в зависимости от глубины посева (без учета сил трения, сопротивления резанию, деформации почвы затылочной кромкой лезвия стрельчатой лапы и пр.) по формуле:
A = F-hot (2.1)
где F вес поднимаемой почвы, Н; h„ - глубина обработки почвы, м. Вес почвы найдем из выражения:
F = m-g, (2.2)
где т - масса почвы, кг;
g - ускорение свободного падения, м/с .
Массу почвы определим на основании уделгgt;ного веса и объема почвы:
т = р - V,(23)
где р - удельный вес почвы, Н/м ; V- объем почвы, м3.
Удельный вес почвы неодинаков по глубине. На основании анализа опытных данных [125] была проведена интерполяция н получена зависимость, отображающая связь удельного веса почвы и глубины обработки:
р(Н) = 0,0063 ¦ ho6 + 1,2965. (2.4)
Объем почвы найдем зная ширину лапы, высоту почвенного пласта и высоту подъема почвы стрельчатой лапой:
V — b- (h„ + ha), (2.5)
где b - ширина стрельчатой лапы, м;
hu - высота подъема почвы стрельчатой лапой, м.
Таким образом, с учетом (2.2-2.5), работу по подьему почвы определим по формуле:
A = p.g.b-h0'(h„+h0). (2.6)
При увеличении глубины посева, что равносильно увеличению глубины обработки почвы для стрельчатой лапы, работа по подъему почвы будет
Если ограничиться обработкой почвы на всей обрабатываемой площади в виде мульчирования и подрезания сорной растительности на глубину,
меньшую глубины посева, а семена высевать в узкие борозды, образованные ниже уровня мульчирования, то соотношение работ в сравнении с традиционным способом посева можно определить по формуле:
Аг
й= -=¦¦ 100%, Аг
где Аг - работа, совершаемая сошником при посеве по предлагаемому способу, Дж;
А2 - работа, совершаемая сошником при посеве традиционным способом, Дж.
На рисунке 2.2 представлена графическая интерпретация полученных результатов. Заметим, что пример расчета выполнен для условий, когда ширина каждой борозды равна 0,015 м.
а ширина стрельчатой лапы 0,30 м.
Рисунок 2.2 - Соотношение затрат энергии на обработку почвы при использовании предлагаемого способа посева зерновых в сравнении с традиционным
На графике прямая AD показывает отношение работ при обработке почвы на глубину 0 м и посеве на глубину от 0,01 м (точка А) до 0,10 м (точка D). Прямая AD располагается внизу графика, что указывает на наличие существенного различия между затратами энергии на посев. Прямая ВС характеризует геометрическое место точек, когда тяговое сопротивление при посеве традиционным способом равно тяговому сопротивлению при осуществлении посева по предлагаемому способу. При уменьшении разности между глубинами гюсева и обработки почвы происходит снижение экономии энергии, поскольку затраты энергии по обоим способам посева, как традиционному, так и предлагаемому, при исключении разноуровневой обработки почвы и посева, одинаковы.
Анализ рисунка 2.2 указывает на необходимость разработки энергосберегающего способа посева и сошника на базе стрельчатой лапы.