ЭлБиб

МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 1 / 2017

ÌÑÕÆ — 60 ëåò!

НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ

Между диаметром диска D и радиусом его

сферы R существует соотношение [2, 4]:

sin

или

= 2

sin

где

— половина угла при вершине секто-

ра AOB.

Искать диаметр и радиус диска будем,

исходя из знания желаемой максимальной

величины заглубления рабочего органа в

почву —

, для чего рассмотрим диск на

уровне сечения, соответствующего этому

параметру.

Исходя из схемы параметров диска, угол

наклона образующей конуса к плоскости

диска

равен:

δ = α + i

φ’ = φ + i

Тогда для указанного сечения

угол

атаки

будет равен:

φ + δ

Значение угла

определяется из выра-

жения:

tgδ

= 2

Чтобы установить зависимость измене-

ния углов

при погружении работаю-

щего диска в почву на глубину

, определя-

ем значение

tgδ’

tgδ’

= 2

H ∙ D

= tgα ∙ D

D D D

Следовательно, по мере снижения пло-

скости горизонтального сечения диска (вы-

хода диска из почвы) угол

уменьшается,

так как

Но поскольку угол атаки

β = φ + δ = const

при уменьшении угла

на величину

уве-

личивается обратный угол

, иначе говоря:

–

δ’

–

φ’

где

φ’

— текущее значение обратного угла

при заглублении диска.

Определяем

tgθ

, пользуясь формулой

разложения тангенса [5]:

(

но

tg tg

δ δ

′

−

′

− ) =

′

⋅

′

⋅

Тогда

(

или

tg tg

δ δ

−

⋅

′

− ) =

⋅

⎛

⎞

−

⎜

⎟

⎝

⎠

⋅

По этой формуле устанавливается зна-

чение угла Θ, если известен угол

. Если же

известен угол

δ’

, то угол Θ может быть вы-

числен следующим образом:

⎛

⎞ ′

−

⎜

⎟

⎝

⎠

′

Неизвестной величиной в этих выраже-

ниях будет

, но ее находят как среднее ге-

ометрическое между

, то есть

2 (

)

2 1 .

D a D a

D a a

D D D

−

⇒

⎛

⎞

−

⎜

⎟

⎝

⎠

Эти формулы дают возможность опре-

делить основные параметры диска: кроме

его диаметра и радиуса сферы (степени во-

гнутости) — по заданной глубине работы

и углу

. Значение угла

берется в диа-

метральном сечении — оно определяется

углом атаки

В работе диска важное значение имеет

угол

φ’

, то есть обратный угол на заданной

глубине хода, рабочее значение которого

будет наименьшим на уровне поверхности

почвы. Для тяжелых дисковых борон от-

ношение

a/D

(глубина обработки/диаметр

диска) принимается равным от 1/4. Угол за-

острения

= 10-25° (в среднем 15°); угол

выбирается в пределах 0-3°.

Напомним, что характер работы диско-

вого орудия во многом зависит от величи-

ны угла атаки

— чем меньше угол атаки,

тем яснее выражены элементы резания по-

чвы и тем меньше элементы рыхления, и

наоборот. При этом на качество крошения

почвы большое влияние оказывает диа-

метр дисков — чем он больше, тем лучше

крошение. В то же время чем он меньше,

тем легче орудие заглубляется в почву.

Для новых борон используются ди-

ски достаточно больших диаметров, при

этом агрегаты показывают отличную спо-

собность к заглублению рабочих органов.

При диаметре диска 710 мм (борона DV-

1000/600) максимальная глубина обра-

ботки будет равной 177 мм, а при диаме-

тре диска 660 мм (DX-850) — 165 мм. Свою

лепту вносит достаточно высокий вес на

1 диск — в пределах 103-113 кг для серии

DV и в пределах 135-154 кг для борон се-

рии DX.

Исследователи отмечают, что, с одной

стороны, возможность регулирования ве-

личины угла атаки необходима для дости-

жения эффективного результата. Но, как

показывает практика, далеко не все меха-

низаторы и инженерные работники сель-

хозпредприятий способны выбирать опти-

мальный вариант [1]. То есть потребителю

необходимо предоставить выбор: подстра-

ивать агрегат под изменяющиеся условия

или принять вариант заводских универ-

сальных настроек.

У тяжелых и сверхтяжелых дисковых

борон RSM угол атаки регулируется (либо

установлен фиксировано) в пределах от

17 до 23°. Например, углы атаки передних

и задних дисковых батарей бороны DX-850

(20° и 17°) оптимизированы с точки зрения

обеспечения качественного рыхления и

диапазона по глубине обработки почвы.

Отдельно хотелось бы добавить следую-

щее. Рабочая кромка диска может быть за-

точена как с внутренней, так и с внешней

его стороны. Внутренняя заточка преду-

преждает возникновение затылочного дав-

ления на фаску, при внешней заточке оно

возникает даже на малых глубинах обра-

ботки почвы [2]. Снижение сопротивления

возможно за счет верного подбора шири-

ны рабочей фаски, однако при этом кромка

подвергается высокому абразивному изно-

су. Учитывая трудоемкость замены рабочих

органов на боронах батарейного типа, этот

фактор важный.

Единственным выходом специалисты

считают применение для изготовления

дисков материалов с высоким сопротив-

лением абразивному воздействию. Для

производства дисков в боронах RSM DV-

1000/600 и DX-850 используется износо-

стойкая углеродистая пружинная сталь.

Режим термической обработки дисков по-

зволяет сочетать поверхностную твердость

и пружинные свойства. Такой диск спосо-

бен без замены отработать на площади до

30000 га.

Расчет расстояния между дисками

на одной батарее

Одним из наиболее весомых недостат-

ков дисковых борон батарейного типа

является их предрасположенность к за-

биванию междискового промежутка, что

связано обычно с близким расположени-

ем рабочих органов на валу батареи. При-

чем опасность возникновения данного

эффекта увеличивается при стремлении

параметров фонов к критическим: высокая

влажность, липкость почвы, выполнение

операций, требующих большого заглубле-

ния, наличие большого количества пож-

нивных остатков.

Для агрегатов данного типа считает-

ся необходимым выполнение следующего

условия:

≥ 1,5

где

—расстояние между дисками на бата-

рее;

— глубина обработки почвы.

Для расчета этого параметра использу-

ем некоторые геометрические построения,

представленные на рисунке 2.

При рыхлении почвы диск образует бо-

роздку, дно которой представляет собой

дугу, соответствующую дуге окружности

диска. Высота сегмента дуги соответствует

глубине обработки диска. Между смежны-

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека