CC BY
56
УДК 631.3
РЕЗУЛЬТАТЫ ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ХОДА СОШНИКА НА ТРУБЧАТОЙ СТОЙКЕ ПО ГЛУБИНЕ
И.П. ЛАПШИН, доктор технических наук, профессор
С.Н. КОКОШИН, ассистент
Тюменская ГСХА
E-mail: igor.lap@mail.ru
Резюме. При одновременной культивации почвы и посеве на рабочий орган действует сила сопротивления, которая влияет на равномерность глубины движения лапы. Соблюдение агротехнических требований по глубине хода комбинированного лапового сошника при одновременной предпосевной обработке почвы и посеве возможно в случае использования гибких трубчатых стоек. Такая конструкция позволяет компенсировать неравномерность глубины хода, вызванную силой сопротивления почвы. Для использования трубчатого элемента в конструкции стойки сошника необходимо определить характер влияния силы сопротивления почвы и давления, подаваемого во внутреннюю полость элемента на перемещение лапы, что и было целью исследований.
В результате исследований установлены зависимости между силой сопротивления почвы и скоростью движения агрегата при подаче давления в полость трубчатой стойки лапы сошника. При скорости движения агрегата от 7 до 10 км/ч сила сопротивления почвы при создании давления в трубчатом элементе 13,5...15 МПа увеличилась на 0,4...0,53 кН соответственно. Это доказывает, что под действием давления лапа заглубляется. Согласно результатам полевых испытаний использование трубчатых стоек в конструкции сошников позволяет добиться стабильности хода лапы до 89% от общей длины гона.
Ключевые слова: сошник, трубчатая стойка, глубина посева, перемещение, стабилизация движения.
В процессе возделывания сельскохозяйственных культур качество выполнения всех технологических операций должно отвечать агротехническим требованиям [1]. При одновременном проведении предпосевной обработки почвы и посева стерневыми сеялками главный показатель - соблюдение глубины заделки семян. Изменяющийся рельеф поля, различия в физико-механических свойствах почвы и наращивание ширины захвата агрегата оказывают влияние на равномерность хода лапы сошника по глубине. На наш взгляд, решить эту проблему можно с помощью гибкого трубчатого элемента в конструкции стойки сошника.
Предлагаемая стойка состоит (рис. 1) из рабочего органа в виде культиваторной лапы 1, С-образного элемента стойки 2 и упругого трубчатого элемента 3. Упругий элемент имеет эллиптическое поперечное сечение, которое деформируется, стремясь к окружности, под действием давления жидкости, подаваемого во внутреннюю полость из гидросистемы трактора через штуцер 4 [2]. При этом происходит перемещение рабочего органа, которое позволяет стабилизировать глубину хода сошника. В процессе теоретических исследований было установлено, что диапазон центрального угла гибкого трубчатого элемента, обеспечивающий перемещения лапы в вертикальном направлении без изменения угла постановки лезвия к горизонтали, равен 165...1800.
Цель наших исследований - определить изменение силы сопротивления почвы при создании давления в трубчатом элементе лапы и возможность использования такого технического решения при разработке новых машин и орудий.
Условия, материалы и методы. Для достижения поставленной цели была изготовлена установка, позволяющая в процессе движения агрегата изменять давление в полости трубчатого элемента стойки, измерять тяговое
Рис. 1. Сошник на трубчатой стойке: а) общий вид; б) поперечное сечение трубчатого элемента; 1 - культиваторная лапа; 2 - С-образный элемент стойки; 3 - трубчатый элемент стойки; 4 - штуцер.
сопротивление рабочего органа и глубину обработки почвы (рис. 2).
Рис. 2. Экспериментальная полевая установка: 1 - рама;
2 - направляющие; 3 - передвижной кронштейн; 4 - рабочий орган; 5 - манометр; 6 - динамометр.
Она представляет собой мобильный навесной агрегат для трактора класса тяги 0,6 кН. На раму 1 жестко закрепляются прямоугольные направляющие 2, вдоль которых перемещается кронштейн 3 с жестко закрепленным испытуемым рабочим органом 4. Полость трубчатого элемента соединена с гидросистемой трактора при помощи шлангов и в этой магистрали установлен манометр 5. Динамометр 6 ограничивает перемещение кронштейна
3 в продольном перемещении по ходу трактора.
В процессе проведения опытов задавали исходную глубину обработки почвы, затем агрегат начинал движение на определенной скорости. После прохождения половины длины обрабатываемого поля в полость трубчатого элемента подавали жидкость из гидросистемы трактора под давлением, равным 13,5...15 МПа. В ходе эксперимента фиксировали скорость агрегата, давление, глубину обработки, силу сопротивления почвы.
Испытания проводили на почвах, твердость которых измеренная твердомером Ревякина составляла 2,1...2,3 МПа.
Почву обрабатывали на глубину от 50 до 100 мм на скоростях до 5,5 км/ч, при этом сила сопротивления составляла от 2 до 3,8 кН. Развить более высокую скорость при проведении экспериментов агрегату (с трактором Т-25) не позволили характеристики почвы (твердость до 2,3 МПа) и глубина обработки (до 100 мм).
На основании установленного при проведении исследований характера изменения силы сопротивления почвы расчетным путем (по формуле М.П. Горячкина) были получены зависимости для определения ее изменения при скоростях до 10 км/ч, на которых обычно работают агрегаты при посеве сельскохозяйственных культур.
Полевых испытания проводили в условиях хозяйств Упоровского района Тюменской области при обработке почвы орудиями с предлагаемыми трубчатыми стойками на глубину 50 мм на скорости 8.12 км/ч.
Результаты и обсуждение. С увеличением скорости от 7 до 10 км/ч сила сопротивления почвы на рабочий орган без давления возрастала с 3,4 до 4,12 кН (рис. 3, а). Под действием давления гидросистемы рабочий орган заглублялся, сила сопротивления почвы увеличивалась, поэтому при тех же значениях скорости она достигала 3,8 и 4,65 кН соответственно.
Увеличение силы сопротивления почвы при равных скоростях движения агрегата после создания гидравлического давления в полости трубчатого элемента стойки подтверждает, что глубина обработки почвы увеличивается. Значит, гидравлическое давление, равное 13,5.15 МПа, заглубляет лапу, преодолевая перемещения, вызванные силой сопротивления почвы.
Известные конструкции сошников на жестких и упругих С-образных стойках обеспечивают глубину хода лапы в пределах агротехнических требований только до 69 % [3, 4]. Причем величина этого показателя меняется в зависимости от типа почвы. Результаты полевых испытаний предлагаемых трубчатых стоек показали, что при обработке почвы на глубину 50 мм стабильность глубины хода лапы на средних и тяжелых типах почвы составляет до 89
Рис. 3. Результаты полевых исследований работы упругой стойки сошника: а) зависимость силы сопротивления от скорости движения агрегата; 1 - без давления; 2 - с давлением в полости трубчатого элемента; б) стабильность движения лапы в полевых испытаниях при обработке почвы на глубину 50 мм: Н1 - стандартная стойка; Г ч I - трубчатая стойка.
% (см. рис. 3, б). Причем отклонение от установленной глубины хода лапы до ±10 мм зафиксировано только на участках поля с нестабильным рельефом.
Выводы. При подаче в полость гибких трубчатых стоек гидравлического давления 13,5.15 МПа сила сопротивления почвы увеличивается. Результаты полевых испытаний подтверждаютвозможность соблюдения глубины обработки культиваторными лапами (и сошниками) при использовании гибких трубчатыхстоек с созданием в ихполости гидравлического давления 13,5.15 МПа на скорости движения агрегата до 12 км/ч и глубине обработки почвы 50...100 мм.
Литература.
1. Воцкий З.И., Воцкий А.З. Испытания сельскохозяйственной техники. - Челябинск: ЧГАУ, 2006. - с.4-8.
2. Пирогов С.П. Манометрические трубчатые пружины. - Санкт Петербург: ООО «Недра», 2009. - 276 с.
3. Касаева К.А. Глубина посева и реализация потенциала продуктивности основных колосовых культур//Экономика, земледелие и растениеводство. - 1986. - № 3. - с. 12-16.
4. Протокол испытаний сеялки СКС-8,6 № 01-27-04 (4030262) от 16 ноября 2004 года. Алтайская МИС.
THE RESULTS OF FIELD RESEARCH STABILIZATION OF THE VOMER DEPTH ON THE TUBE STAND I.P. Lapshin, S.N. Kokoshin
Summary. With the simultaneous cultivation of the soil and sowing the working body of the force of resistance, which affects the uniformity of the depth movement paws. Compliance with the requirements of farming in the depth of the combined Tine vomer with simultaneous pre-sowing tillage and possibly the use of flexible pipe racks. This design lets you move the paw in the vertical direction to the required distance, compensating for unevenness of the depth, caused by the resistance of the soil. To use the tubular element in a design counters vomer should determine the nature of the influence of the resistance of the soil and the pressure applied to the inside of the element to move the paws, which is the purpose of field research. The results of these studies represent the relationship between the movement paws of the tubular to stand under pressure by the resistance of the soil and speed of the unit. It is established that at the speed of the unit from 1 to 5.1 km / h the resistance of soil to create pressure in the tubular element of 14-15 MPa, increased by 0.3 and 0.45 kN respectively. This proves that under the pressure foot deepens. The results of field tests showed that the use of tubular stands in the construction of vomer can achieve the stability of the paw of up to 89% of the total length of estrus.
Key words: vomer, tubular stand, seeding depth, movement, stabilization of motion.
