В статье обоснованы основные параметры рыхлительной пластины двухъярусного рыхлителя: угол установки пластины к поверхности стойки, ширина и длина пластины.
Ключевые слова: двухъярусный рыхлитель, клин, пластина, угол установки, длина пластины, ширина пластины, пласт.
Введение. В Западной Европе и США довольно широкое распространение в качестве орудий для основной обработки почвы нашли плуги-рыхлители с наклонными стойками. В последнее время эти орудия применяются и в России. Отличительными конструкционными особенностями рабочих органов плуга-рыхлителя типа «Параплау» является наклонная под углом 450 в поперечно-вертикальной плоскости стойка и регулируемая пластина, устанавливаемая на задней нижней части стойки [1, 2].
Известно [1, 2], что при работе рабочего органа типа «Параплау» энергия, передаваемая через рабочие поверхности ножа, стойки и рыхлительного отвала, не рассеивается в объеме обрабатываемой почвы, как у рабочих органов с вертикальными стойками. Таким образом, рыхление пласта происходит без перемешивания и выноса на поверхность почвенных агрегатов. На поверхности обработанного поля остается до 90 % растительных остатков, благодаря образованию в почве многочисленных трещин и разломов поверхностный сток влаги снижается на 85–90 % по сравнению с отвальной вспашкой. Расход энергии на обработку почвы плугом-рыхлителем до 30 % ниже, чем традиционным отвальным плугом.
Поэтому нами разработан двухъярусный рыхлитель с наклонными стойками [3].
Объекты и методы исследований.Объектом исследований является рыхлительная пластина двухъярусного рыхлителя. При исследованиях использованы основные положения и методы классической и земледельческой механики.
Обсуждение результатов.Задачей рыхлительной пластины является улучшение качества рыхления почвы пахотного слоя, которое зависит от ширины и длины пластины, а также угла установки его к поверхности стойки 
(рис.1). Угол установки 
зависит от состояния и физико-механических свойств почвы. Угол установки 
рыхлительной пластины к поверхности стойки выбираем из условия скольжения частиц почвы и растительных остатков по ее рабочей поверхности. Угол отвечающим этим условиям, определяется следующей зависимости [4]
,(1)
где φmax — максимальный угол трения почвы.
В условиях Узбекистана φmax≈400 (f=0,840) [5]. Таким образом, значение угла установки рыхлительной пластины к поверхности стойки орудия для исключения сгруживания почвы можно принимать 
.
Длину рыхлительной пластины определим из условия исключения сгруживания почвы впереди пластины. Пластина установлена под углом βпоп в поперечно-вертикальной плоскости и под углом ε к поверхности стойки.
Рассмотрим силы, действующие на пласт, который находится на пластине. Рыхлительная пластина работает как двухгранный клин. Известно [95], что при работе двухгранного клина на пласт действуют реакция недеформированной почвы Q, находящейся впереди клина, вес пласта G и результирующая элементарных нормальных сил сопротивления почвы и сил трения на рабочей поверхности клина Rп (рис.1). Для рыхлительной пластины, также как для клина, направление сил G и Rп известно, а силу Q принимаем параллельной оси.
Проектируя эти силы на оси координат ОХ и ОZ находим
(2)
(3)
(4)
Отсюда
(5)
Но
(6)
Рис.1. Силы, действующие на рыхлительную пластину: 1 — нож; 2 — стойка;3 — пластина
Рис. 2. Схема определения параметров рыхлительной пластины
Допускаем, что рабочая поверхность пластины уплотняет слой почвы высотой h на стенку борозды, образованной стойкой (рис.2), в результате чего возникает сопротивление Rп. Если принять, что сопротивление почвы смятию пропорционально величине деформации, то эпюра нормальных давлений почвы на пластину имеет форму треугольника. Тогда равнодействующая элементарных нормальных сил сопротивления почвы на рабочую поверхность пластины равна
(7)
где p — удельное давление почвы, (p=qh=qlпsinε); q — коэффициент обёъмного смятия почвы; h — величина смятия почвы..
Равнодействующая нормальных и касательных сил сопротивления почвы, возникающая при работе пластины, равна
(8)
Горизонтальная 
составляющая этой силы на оси ОХ равна
.(9)
Известно [6], что при малой связности почвы и большой длине рабочей поверхности пластины подпор пласта может оказаться недостаточным для преодоления сопротивлений, препятствующих движению пласта по поверхности пластины.
Наибольшая величина реакции Qmaxравна
, (10)
где σр — временное сопротивление почвы сжатию.
Учитывая, что =Qmax, имеем
(11)
Решив эту зависимость относительно lп, находим наибольшую длину пластины, при которой не возникает сгруживание почвы
.(12)
По формуле (12) можно определить максимальную длину пластины в зависимости от условия работы и угла наклона ε. Из полученной зависимости (12) следует, что длина пластины звисит от угла установки пластины к поверхности стойки и физико-механических свойств почвы.
По условиям работы ширина пластины должна быть такой, при которой под действием её нижние слои почвы не должны подниматься на поверхность почвы, а неровности поверхности почвы минимальны. Поэтому пластина крепится к наклонной части стойки. Исходя из этого условия, максимальная ширина пластина должна быть равна длине наклонной части стойки.
Заключение. Получены аналитические выражения для определения основных параметров рыхлительной пластины двухъярусного рыхлителя.
Литература:
- Тряпицып Д. А., Майорова Л. М. Тенденция развития чизельных орудий/ Обзорная информация. — М.: ЦНИИТЭИ тракторосельхозмаш, 1987. — 42 с.
- Кашаев Б. А., Сизов О. А., Бурченко П. Н. Тенденция развития технологий и средств механизации обработки почвы// Обзорная информация. — М.: ВНИИТЭИагропром, 1988. — 48 с.
- Патент РУз № 00701. Плуг-рыхлитель / Маматов М. Ф., Мирзаев Б. С. и др. // Бюл.изобр. — 2012. — № 3.
- Кленин Н. И., Сакун В. А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. — М.: Колос, 1994. — 751 с.
- Муротов М. М., Байметов Р. И., Бибутов Н. С. Механико-технологические основы и параметры орудий для разуплотнения почвы. — Ташкент: Фан, 1988. — 101 с.
- Синеоков Г. Н., Панов И. М. Теория и расчет почвообрабатывающих машин. — М.: Машиностроение, 1977. — 328 с.
