Упражнения. 1.25. Построить профиль борозды и определить угол наклона δ нижней грани отваленного пласта, если глубина вспашки а

1.25. Построить профиль борозды и определить угол наклона δ; нижней грани отваленного пласта, если глубина вспашки а, а ширина пласта b.

Варианты
а, м	0,2	0,21	0,22	0,23	0,20	0,22	0,24	0,25	0,27
b, м	0,35	0,35	0,35	0,35	0,40	0,40	0,40	0,40	0,40

 

1.26. Определить, при какой глубине отваленный пласт окажется неустойчивым, если вспашка производится корпусом с шириной захвата b =0,25 м; b =0,35 м; b =0,4 м.

 

1.27. Построить профиль борозды и определить угол наклона отваленного пласта при работе c предплужником, если глубина вспашки а, ширина пласта b, глубина вспашки предплужника а₁ и ширина захвата его b₁

Варианты
а, м	0,22	0,23	0,24	0,25	0,26	0,28	0,29	0,30	0,31
b, м	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,40	0,40	0,40	0,40
а1, м	0,8	0,8	0,8	0,10	0,10	0,15	0,15	0,15	0,15
b1, м	0,23	0,23	0,23	0,23	0,23	0,26	0,26	0,26	0,26

 

1.28. Определить тип цилиндроидальной рабочей поверхности корпуса плуга имеющего углы γ₀ и γ_max

Варианты
γ0, град
γmax, град

 

1.29. Определить максимальную глубину пахоты корпусом с шириной захвата b и угол поворота пласта связной почвы, когда он займет устойчивое положение. Вспашка производится поперек склона крутизной α;.

Варианты
b, м	0,25	0,30	0,40	0,50	0,25	0,30	0,40	0,35	0,40
α;, град

Указание: Использовать формулу (1) примера 19

 

1.30. Определить радиусы R_{mi n} и R_max направляющей кривой культурного отвала при следующих исходных данных: ширина захвата корпуса плуга b, глубина пахоты а, угол ε;₀ и угол γ₀.

Варианты
b, м	0,30	0,35	0,40	0,30	0,35	0,40	0,30	0,35	0,40
а, м	0,20	0,23	0,27	0,18	0,24	0,28	0,21	0,22	0,25
ε;0, град
γ0, град

 

1.31. Произвести расчет и построить график для образующих культурного отвала с параметрами γ₀, γ_min, γ_max.

Варианты
γ0, град
γmin, град
γmax, град

 

1.32. Определить площадь (теоретическую) неровностей поверхности на участке (S =1 га), образованную после вспашки плугом ПЛН-4-35 на глубину а (Указание: при решении задачи использовать схему, приведенную на рисунке 4.8).

 

1.33. Определить объем (теоретический) неровностей, образованный после вспашки плугом ПЛН-4-35 на глубину а и количество жидких атмосферных осадков, накапливаемых на участке площадью S =1 га без учета воды на инфильтрацию.

 

1.34. Определить площадь (теоретическую) неровностей поверхности участка (S =1 га), расположенного на склоне крутизной α;, и образованную после вспашки поперек склона плугом ПЛН-4-35 на глубину а (Указание: при решении задачи использовать схему, приведенную на рисунке 4.10).

 

1.35. Определить объем (теоретический) неровностей, образованный после вспашки плугом ПЛН-4-35 на глубину а и количество жидких атмосферных осадков, накапливаемых на участке площадью S =1 га без учета воды на инфильтрацию.

 

1.36. Определить площадь и объем (теоретические значения) неровностей, образованные после вспашки поперек склона плугом ПЛН-4-35 на глубину а при отваливании пласта вверх и вниз по склону на площади участка S =1 га.

 

 

4.1.5. Рациональная формула В.П. Горячкина для

определения тягового сопротивления плуга

 

Для определения силы, необходимой для тяги плуга, основоположник земледельческой механики академик Василий Прохорович Горячкин предложил формулу, раскрывающую закономерности и физическую связь между основными факторами рабочего процесса плуга и общим сопротивлением, возникающим при его работе. Эти зависимости записаны в рациональном виде, отсюда сама формула, названная рациональной, имеет вид

(4.18)

где - коэффициент, аналогичный коэффициенту трения; G – сила тяжести плуга, Н; k - коэффициент удельного сопротивления почвы, Па; а и b – размеры сечения пласта, м; ε; – размерный коэффициент, зависящий от формы отвала и свойств почвы, Н∙с²∙м^-4; υ; – скорость, м/с; n – число корпусов плуга.

Коэффициент полезного действия плуга

(4.19)

Определение коэффициентов f, k и ε; рациональной формулы В.П. Горячкина производиться по формулам:

, (4.20)

(4.21)

(4.22)

где ; ; ; .

Расчетное усилие на плуг определяется по выражению

, (4.23)

где ν; – коэффициент увеличения среднего тягового сопротивления Р_х, принимаемый для 2-х и 3-х корпусных плугов ν; ≤2, для 4-х корпусных плугов ν; ≤1,8, для 5-и корпусных плугов ν; ≤1,5.

Расчетное усилие на один корпус рекомендуется определять по выражению:

(4.24)

где n – число корпусов плуга.

Расстояние от носка лемеха до пятки полевой доски (технологическая длина) для обеспечения устойчивого хода плуга в горизонтальной плоскости может быть определена по формуле:

, (4.25)

где l_n – расстояние от носка лемеха до пятки полевой доски (технологическая длина); φ; – угол трения почвы о полевую доску; γ₀ – угол постановки лезвия лемеха к стенке борозды; b – ширина захвата корпуса плуга.

Ширина полевой доски а_п может быть определена по выражению

(4.26)

где R_xy – равнодействующая проекция на горизонтальную плоскость элементарных сопротивлений почвы, возникающих на рабочей поверхности корпуса и лезвии лемеха; q₀ – коэффициент объемного смятия почвы; l₁ – длина полевой доски; ξ; – угол постановки полевой доски к стенке борозды, ξ;=2…3°.

Пример 23. Определить коэффициенты рациональной формулы академика В.П. Горячкина по результатам шести измерений (пример взят из работ профессора Н.Д. Лучинского).

№ опыта	υ;, м/с	ab, м2	P1,H	Px,H	G,H
	0,397	0,1083
	1,667	0,1083
	0,330	0,0990
	1,665	0,0930
	0,375	0,0560
	2,143	0,0592

Решение: В целях удобства вычислений можно рекомендовать данные динамометрированния и вычисления величин m, l, q и r по формулам (4.21) и (4.22) расположить в таблице 4.5.

 

Таблица 4.5 - Расчетные данные

№ опы-та
	0,397	0,1576	0,0248	0,1083			57710,064	9095,106
	1,667	2,7789	7,7222	0,1083			62326,869	173200,136
	0,330	0,10889	0,0199	0,0990			37802,419	4116,683
	1,665	2,7722	7,6851	0,0930			56460,612	156495,159
	0,375	0,1406	0,0198	0,0560			49107,142	6904,464
	2,143	4,5924	21,0901	0,0592			56122,448	257736,730
n =6		m = 10,56	=36,55				q =319520	r =607550

 

Используя расчетные формулы (4.20), (4.21) и (4.22), исходные данные и расчетные данные (см. таблицу 4.4), получим:

Ответ:

 

Пример 24. Пятикорпусный полунавесной плуг, имеющий массу 1200 кг и ширину захвата каждого корпуса 0,35 м, пашет на глубину 0,22 м со скоростью 2 м/с. Определить среднее тягового сопротивление этого плуга, если коэффициенты рациональной формулы В.П. Горячкина:

Решение: Подставив исходные данные в формулу (4.18), получим:

Ответ: 22,441кН.

 

Пример 25. По условиям примера 24 определить коэффициент полезного действия плуга.

Решение: Используя расчетную формулу (4.19) и исходные данные предыдущего примера, получим:

Ответ: η;=0,738.

 

Пример 26. Для полунавесного плуга ПЛП-6-35, работающего в пятикорпусном варианте определить расчетное усилие на плуг и расчетное усилие на один корпус, если G =12 кН; k =48,8кН/м²; ε;=2,54 кН∙с²/м⁴; υ;=1,5 м/с; а =0,2 м.

Решение: Используя расчетные формулы (4.18), (4.23), (4.24) и исходные данные, получим:

P_x =28,58кН

кН; Р_расч = 42,87кН.

кН.

Ответ: Р_расч = 42,87кН; .

 

Пример 27. Определить расстояние от носка лемеха до пятки полевой доски (технологическая длина) для корпуса плуга ПЛН-4-35 при вспашке почвы, имеющей коэффициент трения по отвалу , если угол между лезвием лемеха и стенкой борозды равен 40°.

Решение: Для устойчивого хода плуга в горизонтальной плоскости, по крайней мере, необходимо, чтобы равнодействующая сила R_xy при продолжении пересекала в пятке (точка В) полевую доску (рисунок 4.14).

Из треугольника ∆ ADB по теореме синусов можно записать:

 

Рисунок 4.14 - К обоснованию расстояния от носка лемеха

до пятки полевой доски

 

 

Поскольку и , то получим выражение (4.25):

. (4.25)

Подставив в выражение (4.25) исходные данные задачи, получим:

м,

где

Ответ: l_n =0,747 м.

 

Пример 28. Определить ширину полевой доски корпуса плуга, если равнодействующая проекция на горизонтальную плоскость элементарных сопротивлений, возникающих на рабочей поверхности корпуса и лезвии лемеха, равна 7,5 кН, q₀ =10 Н/см³, γ₀ =40°, φ;=30°, ξ;=2°, l₁ =0,33 м.

Решение: Ширина полевой доски a_п (см. рисунок 4.14) может быть определена из выражения (4.26). Подставив в выражение (4.26) исходные данные задачи, получим:

м

Ответ: а_n= 0,0906 м.