Влияние вылета долота на заглубляющую способность плуга и его сопротивление

Плуги, применяемые в настоящее время, оснащаются рабочими органами, главная задача которых – оборот пласта с заделкой растительных остатков на заданную глубину.

Работа плуга связана с массой, высоким износом рабочих деталей, контактирующих с почвенной массой, обладающей большой изнашивающей способностью в связи с наличием в ее составе абразивных частиц.

Наибольшим нагрузкам, а также изнашиванию и поломкам подвержены детали, производящие подрезание почвенного пласта, а именно плужные лемеха.

Корпуса плугов, как отечественного, так и зарубежного производства в настоящее время комплектуют в основном составными лемехами, чаще с накладным долотом (рис. 1).

Настоящая работа посвящена разработке конструкции лемеха с накладным долотом и обоснованию величины вылета долота, обеспечивающего требуемую заглубляющую способность при минимальном тяговом сопротивлении плуга.

Цель исследования – определить влияние вылета долота на заглубляющую способность плуга и его тяговое сопротивление и рекомендовать значения оптимального вылета долота для почв суглинистого механического состава.

Материалы и методы

Лемех имеет трапециевидную форму. Для снижения тяговых нагрузок и улучшения заглубляющей способности лемеха, его лицевая поверхность выполнена в эвольвентной форме, при которой угол установки лемеха к дну борозды (угол резания) уменьшается в направлении от носка к пятке.

Основная функция носка заключается в обеспечении заглубляющей спо- собности лемеха. В случае предельного износа носка цельный лемех выбраковывается полностью, а у лемеха, имеющего накладное долото, предельный износ долота наступает намного раньше, чем остова. Если заменить долото, лемех фактически может работать с нуля. Отметим, что стоимость долота несопоставима со стоимостью остова лемеха, его цена в 3-4 раза ниже цены остова.

В подавляющем большинстве случаев плужные лемеха теряют свою работоспособность вследствие повышенного износа носка. В новом лемехе носовая часть закрыта накладным долотом, которое в большинстве почвенно-климатических условий обеспечивает работоспособность носовой части до полного износа лезвия на остове и долоте. В случае предельного износа или поломки долота его можно заменить, не снимая лемех с корпуса плуга.

Оптимальная геометрия лезвийной части достигнута путем создания криволинейной поверхности лицевой стороны остова, которая проходит в направлении от первого крепежного отверстия до бороздного обреза. Угол резания составляет 43° в сечении, перпендикулярном спинке и проходящем через первое крепежное отверстие, а в сечении, также перпендикулярном спинке и расположенном в точке пересечения бороздного обреза и спинки, 23° (рис. 2).

Увеличенный наклон лезвия в зоне носка у долота способствует лучшему заглублению лемеха, а уменьшенный на остове – снижению тягового усилия. Для сравнения, серийный лемех П702 имеет постоянный угол резания по всей его длине, равный 36-39°.

При изготовлении опытного лемеха заготовку вырезают из стального листа толщиной 12 мм на установке плазмен- ной резки. Затем в заготовках делают необходимые отверстия, заточку лезвия, гибку в штампе и термообработку до 47-51 HRC.

Подробнее технология изготовления опытного лемеха изложена в работе.

Вылет долота у разных вариантов лемехов составляет интервал от 10 до 80 мм. Значение вылета долота, глубина обработки и тяговое сопротивление при различной наработке представлены в таблице и на рисунках 4 и 5.

Почвенные условия в период проведения испытаний по механическому составу – средне– и тяжелосуглинистый чернозем твердостью 3,6-4,0 МПа после уборки пшеницы и ячменя (300 га). Пахотные агрегаты включали трактора МТЗ-82 с плугом ПЛН-3,35 (2 ед.) и Т-150К с плугом ПЛН5-35 (4 ед). Заданная глубина вспашки составляла 22 см, скорость движения агрегатов 7,6 км/ч.

Данные испытаний, представленные в таблице и на графиках (рис. 4 и 5), позволяют сделать некоторые выводы, касающиеся обоснования параметров расположения накладных долот относительно остова лемеха. Так, при работе плугов на почвах средне– и тяжелосуглинистого состава, распространенных в средней полосе России, рекомендуется использовать лемеха с накладными долотами, имеющими вылет от 35 до 45 мм относительно остова с углом резания лемеха (имеется в виду угол наклона лезвия к дну борозды 30-40° у отечественных плугов).

Результаты и обсуждения

Отмечено, что с увеличением вылета долота перед остовом лемеха до значений 35-45 мм для плугов с лемехами, установленными под углом резания 30-40°, тяговое сопротивление плуга снижается как вследствие раз-рыхленности почвенного слоя долотом, расположенным в носовой части лемеха и воспринимающим наибольшую нагрузку, так и в связи с уменьшением действия сил, вызывающих давление почвы на лезвие остова (ввиду меньшего угла резания). При этом следует учитывать, что длина остова лемеха почти в 10 раз больше аналогичной зоны долота.

Последующее увеличение вылета долота приводит к росту тягового сопротивления плуга вплоть до его зарывания в почву и невозможности дальнейшего движения пахотного агрегата из-за превышения заглубляющей

Таблица. Результаты полевых испытаний лемехов ВИМ с различным вылетом долота

Наработка, га	Вылет долота, мм	Глубина обработки, см	Тяговое сопротивление плуга, кН
	15	24	17,2
	25	24,1	16,5
0	35	24,5	15,3
	45	24,8	15,2
	55	26	16.4
	70	27,2	18,5
	15	22	16,9
	25	22,1	16,2
5	35	23,7	15
	45	24,5	15,1
	55	25,3	16,2
	70	26,7	18,2
	15	24	16,5
	25	25	15,9
10	35	23,2	14,7
	45	24	14,8
	55	24,4	15,9
	70	26,2	17,9
	15	20,1	16
	25	23	15,5
15	35	23	14,5
	45	23,8	14,5
	55	24,2	15,7
	70	25,9	17,5
	15	19,9	15,7
	25	20,1	15,1
20	35	22,8	14,3
	45	23,4	14,2
	55	23,8	15,5
	70	25,1	17,1

силы Р по сравнению с вертикальной составляющей тягового сопротивления плуга R, создаваемого реакцией опорного колеса, что приводит к неконтролируемому заглублению. Такое заглубление происходит при значении вылета долота более 70 мм на вышеуказанных почвах (в данном случае трактор начал зарываться при l = 80 мм).

Помимо того, при вылете долота более оптимального значения ухудшаются некоторые агротехнические характеристики пахотного слоя (наблюдается увеличение комковатости, греб-нистости, неровности дна борозды и др.), что значительно снижает качество пахоты.

Следует отметить, что ускоренный износ долота по сравнению с осто- ►

Kverneland (Норвегия)

ВИМ (Россия)

Рис. 1. Лемеха с накладным долотом

Рис. 4. Влияние наработки лемеха S на глубину обработки почвы h при начальной величине вылета долота 15 мм – 1; 25 мм – 2; 35 мм – 3; 45 мм – 4; 55 мм – 5; 70 мм – 6

Рис. 2. Сечение лемеха, проходящее перпендикулярно спинке через первое крепежное отверстие (разрез Б-Б) и через точку пересечения спинки и бороздного обреза (разрез А-А)

Рис. 5. Зависимости тягового сопротивления плуга от наработки при начальной величине вылета долота 15 мм – 1; 25 мм – 2; 35 мм – 3; 45 мм – 4; 55 мм – 5; 70 мм – 6

Рис. 3. Схема вылета l долота

вом приводит к снижению заглубляющей способности лемеха, несмотря на уменьшение его тягового сопротивления. Однако при выполнении сельскохозяйственных работ превалирующим фактором является соблюдение заданных агротехнических требований.

В частности, при вспашке один из основных агротехнических показателей – это глубина обработки. На рисунках 4 и 5 показаны зависимости изменения глубины обработки h и тягового сопротивления плуга Р от наработки S.

Выводы

О Эвольвентный профиль лицевой поверхности лемеха позволяет наибо- лее рационально использовать режущую часть для выполнения агротехнических задач при невысоких тяговых нагрузках.

0 Увеличение вылета долота до 35-45 мм способствует снижению тяго-

Денис Александрович Миронов, кандидат техн. наук; Игорь Викторович Лискин, научный сотрудник; Сергей Андреевич Квас, аспирант; Федеральный научный гроинженерный центр ВИМ; Андрей Иванович Панов, кандидат техн., доцент;

Российский ГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева f

вого сопротивления плуга за счет роста величины опережающей трещины отрыва и снижения нагрузки на большей (в 8-10 раз) остальной лезвийной части лемеха. Дальнейшее увеличение вылета долота также несколько повышает заглубляющую способность, но в то же время происходит резкий рост давления на опорное колесо плуга, что может создать условия неконтролируемого парезаглубления вплоть до невозможности движения пахотного агрегата.

0 На почвах суглинистого механического состава оптимальным является вылет долота в пределах 35-45 мм, при величине угла резания (угла установки лезвия к дну борозды) 30-40°.

СТК-АГРО

АГРОНОМИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ

ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИЛЕР ЗАВОДА ПРОИЗВОДИТЕЛЯ САМОХОДНЫХ ОПРЫСКИВАТЕЛЕЙ ПО ВОЛГОГРАДСКОЙ И ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТЯМ

П^ГАС агро

Техника нового поколения с высокой производительностью, маневренностью и надежностью конструкций для эффективного проведения агрохимических работ: обработка складов, лесополос, садов, разбрасывание гранулированных минеральных удобрений, опрыскивание посевов в период вегетации, внесение жидких минеральных удобрений в почву*

Самоходный опрыскиватель-разбрасыватель kTvmahh

Сервисная служба работает круглосуточно. Склад запчастей в Волгограде

Главный офис: г. Волгоград,                        (8442) 51-51-15

р. п_ Гумрак, ул* Моторная, 9Г                Реклама в журнале: +7-905-482-00-39 5-115- 81 5