2.4 Обоснование основных конструктивных параметров прикатывающего устройства
обеспечения требуемого контакта семян с почвой. Каток (рисунок 2.9) выполнен в виде диска с центральной частью шириной Ьл и двух боковых кромок шириной be, установленных под углом к горизонтали я,ь меньшим, чем угол естественного откоса почвы /?.
Таким образом, ширина катка будет равна:
Ьк = Ьд + 2 ¦
где Ья, Ьр - ширина центральной части катка и боковой кромки, соответственно, м.
Ширина центральной части катка Ьл должна быть такой, чтобы обеспечивать прикатывание всего рядка.
Исследования ряда ученых показали [54, 99J, что распространение зоны сжимающих деформаций вглубь массива почвы может быть приближенно ограниченна плоскостями, образующими с поверхностью почвы угол йупл ~ amp;0°, в связи с этим ширина центральной части катка будет определяться по формуле (рисунок 2.9);
b™» = h6 ~ 2 ¦ (2.И)
Анализ формулы показывает, что при увеличении разности глубин бо- роздообразования и прикатывания необходимая ширина центральной части катка стремится к нулю, а при уменьшении разности (при уменьшении глубины посева), в предельном случае, будет равна ширине борозды.
Минимальная ширина борозды» в свою очередь, равна длине зерновки 13 [19] высеваемой культуры с учетом коэффициента вспушепности почвы к„сп, то естьh™» lt;ht = l,-ksav (2.12) Ширина боковой кромки катка h? и угол наклона боковой кромки к горизонту аК должны быть такими, чтобы исключалось осыпание почвы в бо-
розды после прохода катка. Таким образом, ширина боковой кромки катка Ьр будет равна:
bp= 1СК • cosак, (2.13)
где 1СК - ширина боковой поверхности борозды, м.
Ширина боковой поверхности борозды i!ск, в свою очередь, должна быть больше возможных комков почвы, подготовленной под посев [33j.
То есть,, (2.14)
где hH - высота неровностей почвы, м.
Радиус катка должен быть таким, чтобы при встрече с крупным комком каток легко перекатывался через него, а не толкал (выдавливал) его вперед. При перекатывании через комок давление катка концентрируется на нем, и комок разрушается или же вдавливается в почву, таким образом для нормальной работы катка необходимо обеспечить защемление почвенных комков. При этом должно соблюдаться условие:
Рйlt;lt;р1+lt;ргgt;(2Л5)
где /?[, - угол защемления, град,;
lt;ргgt; (р2 - угол трения комка о каток и комка о поверхность поля (угол внутреннего трения), град.
Выразим высоту расположения точки контакта катка и комка АВ через радиус обода катка г^. и радиус почвенного комка гкм (рисунок 2.10):
ЛВ = гкм + гкт cos р0 = г^ - г 1^], cos fV
После преобразований получаем:
rK„ cos2 « rKT sin2/l0/2-
11ринимая во внимание предельный случай, когда Д0 = Яgt;i + Фг* я ре- uiagt;i уравнение относительно гкм, получим максимальный радиус комка, который будет защемляться и вдавливаться катком радиуса гет без его протаскивания [54]:
56 (2,16),
где ^кмтах- максимальный радиус комка, м,
Выражая гкт через гкм, получим минимальный радиус катка, обеспечивающий защемление комка радиусом гкм:
(2.17)
^кт min Гкы Ctg /
Полученное выражение позволяет найти рациональные параметры катка с учетом радиуса комьев почвы.
V
///////////- "Я
Рисунок 2.10 - Схема для определения диаметра катка
Очевидно, что с увеличением глубины обработки почвы будет увеличиваться размер почвенных комков.
Предположим, что комья почвы после прохода стрельчатой лапы имеют форму кубов (рисунок 2.11) и при движении лапы кубы становятся на одну из граней. Тогда максимальная высота комка составит:
(2.18)
^KTHiajf аА ^о*
где ад - диагональ куба, м.
Рисунок 2.11 - Схема взаимодействия сошника с почвой
Диагональ куба определим но формулеод = Аов (2.19)
Таким образом, максимальная высота почвенных комков составит:
/Vrmax^MVZ-l). (2.20)
Анализ формулы показывает, что с увеличением глубины обработки
почвы в общем случае будет происходить увеличение размеров почвенных комков. Рассмотрим самый неблагоприятный случай. Максимальную глубину посева из зерновых и зернобобовых культур имеет горох (0,10 м). Следовательно,
hxrmax = 0.10 -(V2-l)« 0,04 м. По формуле (2.17) определяем, что минимальный радиус катка составит 0,13 м для стального катка и 0,10 м для обрезиненного.