В статье приводятся материалы определения площади поперечного сечения пласта почвы различными рабочими органами орудий глубокого рыхления почвы.
Ключевые слова: пласт, глубокое рыхление, рабочий орган, почва.
Площадь поперечного сечения взрыхленной части почвы зависит от основных параметров рабочего органа и является основным связывающим фактором тягового сопротивление орудия с его параметрами [1,2].
|
а)
|
б)
|
|
Рис. 1. Типы рабочих органов и зона рыхления: а) долотообразный; б) стрельчатая лапа; в) продольно — поперечный профиль
Так как глубина рыхления определена по агротребованию применения орудий обработки почвы, поэтому площадь рыхления подпахотного горизонта зависит от технологии ее проведения. Например, при послойной обработке сначала верхняя часть почвы разрушается с плугом, затем нижняя часть разрыхляется глубокорыхлителем (рис. 1-а). Поэтому, площадь рыхления подпахотного горизонта при послойной обработке меньше, чем площади поперечного сечение почвы при глубоком рыхлении стерни (рис. 1-б). Кроме того, площадь взрыхленной части почвы зависит от типа орудия, количества и формы рабочего органа. Поэтому, ниже приведем теоретико-экспериментальные данные по определению площади взрыхленной части почвы, полученные методом расчета, в зависимости от формы и количества рабочих органов.
Как показали лабораторные опыты, долотообразные и стрельчатые рыхлительные лапы при одинаковой ширине захвата и угла крошения — одинаково деформируют почву, т. е. продольная и боковая деформации от типа рыхлящего элемента не зависят.
Полная площадь 
поперечного сечения почвы, взрыхленной глубокорыхлителем (рыхление стерни) должна быть равна (рис. 2).
(1)
где
ширина распространения деформации почвы.
площадь не разрушенной полосы, так называемого гребня высотой — 
и шириною у основания — 
.
площадь боковых не разрушенных частей почвы.
Рис. 2. Схема к определению площади взрыхленной части почвы
Площади 
и 
определяются по следующим формулам (рис. 2):
(2)
(3)
Учитывая формулы (2) и (3) ширину распространения боковой деформации почвы определяем зависимостью
(4)
Формулу 4 перепишем в следующем виде
(5)
Формула (5) справедлива, когда в процессе работы рыхлительных лап (1-проход глубокорыхлителя) боковые стенки почвы образуют закрытую борозду (рис. 2). Однако в последующих проходах глубокорыхлителя в период деформирования почвы рыхлительными лапами не между смежными проходами, а на другой стороне образуется закрытая борозда (рис. 3), что повторяется во всех последующих проходах. Это означает, что деформация почвы рыхлительной лапой расположенное на стороне между смежными проходами, перекрещивается зоной рыхления предыдущего прохода и образует как бы открытую борозду с не разрушенной полосой (рис. 3) треугольной формы, высота и ширина которого равен и 
. Поэтому, ширина распространения боковой деформации почвы уменьшается от 
до 
. Действительная ширина распространения боковой деформации почвы, на втором и в последующих проходах агрегата определяется по следующей формуле:
(6)
Рис 3. Схема к определению площади взрыхления почвы во втором и в последующих проходах
Кроме того, в период рыхления подпахотного горизонта почвы вершины гребней обрушиваются, и поэтому их действительная высота 
меньше теоретической . Тогда действительный площадь гребня определяется следующей формулой
(7)
Площадь боковой необработанной части почвы 
(8) и
действительная площадь взрыхленной части почвы равна:
Подставляя зависимости (6) и (7) в (8) получим:
(9)
При послойной обработке, т. е. при рыхлении пашни — верхний пахотный слой вспахивается на глубину — 0,3 м, поэтому глубина рыхление уменьшается от 
до 
(рис. 4).
Рис. 4. Схема к определению площади взрыхленной почвы при рыхлении пашни
Тогда формулы (4) и (6), по которым определяются ширина распространения боковой деформации почвы, пишутся в следующем виде:
l — проход
(10)
Во втором проходе ширина взрыхленной полосы меньше, чем в первом и равна
(11)
Во всех проходах действительная высота гребня не должна меняться,
поэтому площадь не разрушенных гребней определяется по формуле (7), а площадь боковой необработанной части почвы
.
Поэтому площадь рыхления пашни после первого прохода равна:
(12)
и для последующих проходов
(13)
Анализ полученных формул показывает, что площадь взрыхленной почвы зависит как от глубины рыхления ( и ), так и от основных параметров рабочего органа: ширины захвата — 
и угла крошения — 
рыхлительной лапы и от чего зависят углы продольного и бокового скалывания почвы (
и 
), и ширины междуследия — 
рабочих органов.
Полученные формулы используются при расчете тягового сопротивления и при разработке рабочих органов для рыхления почвы.
Литература:
- Бибутов Н. С. Обоснование параметров рабочего органа глубокорыхлителя для зоны хлопкосеяния. Дис. канд. тех. наук. Янгиюль, 1983 г
- Кенжаев О. Р. Обоснование полостного рыхления почвы. Дис. канд. тех. наук. — Москва. 1988 г
