CC BY
6ПРЕДСТАВЛЕНИЕ НАУЧНОЙ РАБОТЫ
ОТБРАСЫВАНИЕ ПОЧВЫ СФЕРИЧЕСКИМ ДИСКОВЫМ ПРЕДПЛУЖНИКОМ
Нормирзаев Абдукюм Рахимберлиевич, Нишонов Ботиржон Мухамажонович, Наманганский инженерно-педагогический институт (НамМПИ), г. Наманган, Республика Узбекистан
Email: [email protected]
Аннотация. В статье рассматривается теоретическое обоснование дальности отбрасывание срезаемой сферическим предплужником почвы. • Учитывая, что вращение диска происходит за счет воздействия на него почвы и частицы. Обосновано дальность отбрасывания (y) почвы.
Ключевые слова: почва, масса, частица, диск, ширина, глубина, угол, вращения, скорость, отброс, пахота, забой.
В настоящее время в нашей Республике около 1 млн. га поливных земель засевают зерновыми. На этих землях после уборки зерновых остается значительное количество растительной массы в виде стерни и соломы. При их запашке существующие плуги часто забиваются и в результате ухудшается качество пахоты, снижается производительность пахотных агрегатов из-за затрат времени для устранения забоев. Чтобы избежать этого в хозяйствах поля из-под зерновых пашут плугами со снятыми предплужниками или верхними корпусами, что существенно ухудшает полноту и глубину заделки растительных остатков или перед вспашкой их сжигают причиняя большой вред почве, микроорганизмам и окружающей среде, тогда как качественная запашка растительных остатков приводит за счет анаэробного гниения к улучшению структуры почвы [1].
Из изложенного следует, что исследования, направленные на обоснование параметров плуга для пахоты полей со значительным количеством растительных остатков зерновых культур, обеспечивающего их полную и глубокую заделку в почву без забоев, являются актуальными и имеют большое народнохозяйственное значение [2, 3].
Дисковый предплужник при работе срезает слой почвы, который перемещается по его сферической поверхности. При внешней заточке диска конечная точка схода с его сферической поверхности будет находиться на кромке ребра лезвия, а при внутренней на некотором расстоянии от неё, обусловленном плоскостью фаски лезвия, расположенной со стороны рабочей поверхности, т.е. фактический радиус рабочей поверхности сферического диска во втором случае будет меньше. Следовательно дальность отброса почвы, при прочих равных условиях, дисками с внешней и внутренней заточками, будет разной.
Применение сферического диска в качестве предплужника предопределяет необходимость определения дальности отбрасывания срезаемой им почвы, так как растительные остатки и сорняки вместе с ней должны перемещаться на открытое дно борозды, образованной предыдущим корпусом плуга. Поэтому дальность отбрасывания (y) ограничивается следующим условием (рис. 1)
_7 7 kh ctg(n _ _ .
2bK + hK-- > y > b - Rsinyx sina (1)
где bK - ширина захвата корпуса плуга, м; hK- глубина хода корпуса плуга, м; k - коэффициент вспушенности почвы; (pn- угол естественного откоса почвы, град; у1- угол перемещения частиц почвы по диску, град. Из рис. 1 имеем
V + У V,2 + 2( H+К) g
У = V --(2)
У y 2 g 1 ;
h = R(1 - cos y\) - К (3)
Vy = (r [sin ( cos a + cos ( sin a cos yx ] - Ve sin a cos yx (4)
V = V sin Y\ - (r sin ( cos Y\ (5)
ve = v m co sa (6)
Yi = ®ti (7)
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
где Vz, Vy - проекции на координатные оси абсолютной скорости схода частицы почвы с диска, м/с;
Н - высота схода частицы почвы с диска, м; g - ускорение свободного падения, м/с2;
t1 - время движения частицы почвы по рабочей поверхности диска, с; Vм - поступательная скорость пахотного агрегата, м/с; ф - угловая скорость частицы в момент схода с рабочей поверхности
диска, с-1.
Рис. 1 Схема к определению дальности отбрасывания частиц почвы
Учитывая, что вращение диска происходит за счет воздействия на него почвы и частицы, подпираемые ее потоком, перемещаются в основном в радиальном направлении, составим уравнение относительного движения частицы для определения ее угловой скорости ( ф ) в момент схода с рабочей поверхности диска и времени взаимодействия с последним (рис.2)
mтф = P co s р + P tcosp - FTP sin y, (8)
где m - масса частицы, кг;
»
88
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА P = mg - сила тяжести, Н;
P ^ = m(r)2 r sm^ - центробежная сила инерции, возникающая от
переносного вращательного движения диска с угловой скоростью "w", Н; FTP = fN - сила трения, Н;
f - коэффициент трения почвы о материал диска; N = Рфф + P sin^ + рi sin^ - нормальная реакция рабочей поверхности
диска на частицу, Н;
РцФ = т(ф)2 r - центробежная сила инерции, возникающая от углового
перемещения частицы вокруг центра сферы с угловой скоростью ф , Н.
• Ф •
sin¥= г~2-(9)
д/ф + Ю Sinф
Рис.2 Схема сил, действующих на частицу почвы
»
89
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
После подстановок и преобразований уравнение (8) примет следующий
вид:
е соъю ю1 $>ш2ф ф
Ф = --— +-— - /, х
г 2 д/Ф2 +ю2ът2ф
г
х
.2 g sin ф 2-2 ф2 + о-г. sin2 р
r
Л
(10)
V ' у
Уравнение (10) является нелинейным неоднородным уравнением второго порядка, описывающим относительное перемещение частицы по шероховатой поверхности сферического диска, решение которого аналитическим методом не возможно, поэтому оно решается численным методом, в частности был применен метод Рунге-Кутта. При решении уравнения начальные условия были следующими т
р = arcsin
' Н
r - h т
со =
r
VM cos а R
р = 0.
Расчеты показали, что для выполнения условия (1) при рациональных значениях h1 = 14,5 см, R = 34 см и скоростях движения плуга, находящихся в пределах Vм = 2,4... 3,0 м/с, радиус сферы должен бытьг = 0,6 м.
Литература:
1. Нормирзаев А.Р. и др. Энергоресурсосберегающий комбинированный агрегат для обработки почвы // Вестник Рязанского Государственного Агротехнологического Университета им. П.А. Костычева. - №. 3.
2. Normirzayev A., Nasritdinov A., Nuriddinov. A. Substantiation of parameters of working body of the combined unit for repeated crops // Scientific - Technical Journal of FerPI. - 2015. - №. 3. - С. 53-56.
3. Normirzaev A.R, Nasritdinov A.A., Tuxliev G.A. "Influence of cross displacement disk skim coulter concerning field cut of the case on parameters of job of a plough." European Applied Sciences 5 (2013): 18-21
