доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Российскойакадемии наук, первый заместитель директора
Dr. Sc. (Eng.), corr. member of RAS, first deputy director
кандидат технических наук, доцент
Ph. D. (Eng.), accociate professor
Культиваторы для ухода за парами и пропашными культурами снабжаются рабочими органами различных типов, в том числе чизельными долотообразными. К основным конструктивным параметрам долотообразного рыхлительного рабочего органа относят вылет носка, радиус кривизны передней поверхности, угол между касательной к носку и дном борозды. Передняя поверхность составлена из двух участков. Первый участок имеет форму логарифмической спирали, второй представлен прямой линией. Угол между касательной к носку и дном борозды зависит от угла внутреннего трения и находится в интервале 35-40 градусов. Обосновали, что радиус кривизны, определяющий боковую форму долотообразной лапы, в основном зависит от величины внутреннего угла трения деформируемой почвы. (Цель исследования) Получить аналитическую зависимость профиля передней поверхности чизельного рабочего органа, позволяющей работать на почвах с различным гранулометрическим составом. (Материалы и методы) Предположили, что условие устойчивого скольжения почвенного пласта с различным гранулометрическим составом по поверхности долотообразной рыхлительной лапы выполнимо, если произведение проекций касательных реакций элементарной площадки поверхности на проекции участка траектории движения меньше нуля. Установили, что проекция касательного усилия элементарной площадки поверхности зависит от коэффициента соответствия угла поворота величине за-глубления, величины заглубления элементарной площадки, от коэффициента внешнего трения почвы и первой производной функции кривой поверхности. (Результаты и обсуждение) Показали, что коэффициент кривой квадратичной параболы, описывающей поверхность долотообразной лапы, определяется с учетом ее плавности и непрерывностипри изменении текущего значения вертикальной координаты профиля боковой поверхности долотообразной лапы при фиксированных значениях вылета носка и глубины хода. Определили, что боковой профиль проектируемой долотообразной лапы не зависит от свойств почвы. При этом величина начального угла соответствует требованию, при котором деформации не распространяются ниже носка, а элементарные реакции пересекают дневную поверхность поля. (Выводы) Выявили, что угол подъема поверхности бокового профиля рыхлительной лапы составляет 26 градусов 50 минут. Получили, что криволинейная поверхность долотообразной лапы описывается квадратичной параболой, акоэффициент кривой параболы, описывающей профиль поверхности долотообразной лапы, будучи отрицательным, равен отношению вылета лапы к удвоенному параметру глубины хода
Cultivators for fallow and intertilled crops cultivation have several tipes of chisel. The key design data of a chisel are a tip overhang, radius of curvature of the front surface, an angle between a tangent to the tip and the furrow bottom. The radius of curvature of the front surface consists of two parts. The first one is in the form of a logarithmic spiral, the another is as a straight line. The angle between the tangent to the top and the furrow bottom depends on the angle of internal friction. It is in an interval of 35-40 degrees. The curvature radius and a lateral form of chisel generally depend on the size of an internal angle of friction of the deformable soil. (Purpose of research) To obtain an analytical dependence o of the front surface profile of the chisel working body, which allows to work on soils with different granulometric composition and angle of internal friction. (Materials and methods)The authors assumed that the condition of steady sliding of soil layer with various aggregate-size distribution on the chisel surface is feasible if the product of the projections of the tangential reactions of the elemental area of the surface and projections of the movement trajectory is less than zero. The projection of the tangential reactions of the elemental area of the surface depends on the concordance of the rotation angle to the size of digging-in, also on the deepening of the elementary area, the coefficient of external friction of the soil, and the first derivative of the function curve of the surface. The curve coefficient of a quadratic parabola outlining the surface of a chisel was estimated considering its smoothness and continuity. (Results and discussion) At the same time the current value of vertical coordinate of chisel lateral surface changed when the fixed values of tip overhang and running depth. The lateral profile of the as-designed chisel does not depend on soil characteristics. The size of the initial angle corresponds to the requirement that the deformation does not extend below the tip, and elementary reactions cross the surface of the field. (Summary) The angle of grade of the lateral profile surface of the chisel makes 26 degrees and 50 minutes. The curved surface of the wedge-shaped mouldboard is described by the function square parabola. The coefficient of the curve parabola describing a profile of a chisel surface, being negative, is equal to ratio of chisel overhang to the doubled parameter of the running depth.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.