Удельное сопротивление плуга и удельное сопротивление почвы. Тяговое сопротивление других почвообрабатывающих машин.

Тяговое сопротивление плуга. Горизонтальную составляющую R_x сопротивления плуга при вспашке В. П. Горячкин назвал тяговым сопротивлением и выразил ее трехчленом:

R_x=f_ПG + k_Пabn+εabnV². (3.9)

Первое слагаемое - f_ПG - сопротивление перекатыванию опорных колес плуга и трению о дно и стенку борозды, пропорци­ональное весу G плуга.

Коэффициент пропорциональности f_П назван коэффициентом сопротивления протаскиванию. Силу f_ПG определяют протаскива­нием плуга в открытой борозде. Значение коэффициента f_П, зави­сит от типа почв, их агрофона, конструкции плугов и находится в пределах 0,4... 1,0.

Второе слагаемое - k_Пabn - вызвано сопротивлением подреза­нию, разрушению и укладыванию пласта в борозду. Действие этой составляющей общего сопротивления считается полезным.

Коэффициент k_П оценивает удельное сопротивление почвы, определяемое из соотношения

k_П=R_X / abn, где R_X - горизонтальная составляющая силы сопротивления почвы при вспашке плугом; а — глубина вспашки; b — ширина захвата корпуса; n — число корпусов.

Силу R_X находят при динамометрировании (осциллографировании) без учета первого и третьего слагаемых формулы (3.9).

Величина k_П зависит от типа почв и степени их освоенности. Так, для глинистых и дерново-подзолистых почв значение k_П в 2,3...2,6 раза больше, чем для легкосуглинистых и супесчаных. При вспашке после уборки зерновых значение k_П на 10...20 % меньше в сравнении с обработкой травяного пласта.

Третье слагаемое - εabnV² - скоростное сопротивление, зави­сящее от кинематической энергии, сообщаемой почвенным плас­том. Эта составляющая не оказывает существенного влияния на полезное деформирование почвы. Коэффициент ε; скоростного сопротивления зависит от типа почв, геометрических форм рабо­чих поверхностей плужных корпусов. При скоростях вспашки до 5 км/ч коэффициент ε; незначительно (2...3 %) изменяет общую силу R_X

С увеличением скорости движения до 12 км/ч сопротивление плугов с традиционными корпусами существенно возрастает. Для пахоты на скоростях 12... 15 км/ч применяют скоростные рабочие поверхности плужных корпусов, в которых уменьшено значение коэффициента ε;.

Формула (3.9) выражает физическую сущность взаимодействия плуга с почвой, но определение силы R_X и ее составляющих требу­ет многочисленных трудоемких экспериментов, поэтому в прак­тических расчетах широко применяют упрощенное выражение для тягового сопротивления плуга

R_x= kabn, где k — удельное сопротивление плуга.

Значение к рассчитывают по формуле

k = R_x/abn, замерив среднее тяговое сопротивление R_x, глубину а пахоты и ширину bn захвата плуга.

Коэффициент k отражает все три составляющие тягового со­противления плуга, входящие в выражение (3.9). На величину k влияют технологические свойства почвы, конструктивные пара­метры плуга и скорость его движения. В зависимости от коэффи­циента k почвы разделяют на легкие - k < 30 кН/м², средние - 30...50, среднетяжелые - 50...70, тяжелые - 70...120 и очень тяже­лые - k > 120 кН/м².