Содержание к диссертации
Введение
Состояние вопроса, цель и задачи исследования 8
1.1 Место стрельчатой лапы в технологиях обработки почвы и посева 8
1.2 Влияние конструкции рабочего органа на агротехнические и энергетические показатели работы 11
1.3 Изменение параметров рабочего органа в процессе работы 19
1.4 Влияние изменения параметров рабочего органа на агротехнические и энергетические показатели 28
1.5 Выводы. Цель и задачи исследования 34
Теоретические предпосылки исследования взаимосвязи параметров стрельчатой лапы с тяговым сопротивлением и агротехническими показателями 36
2.1 Основные процессы, протекающие при изменении параметров стрельчатой лапы, и факторы, влияющие на показатели работы ... 37
2.2 Теоретическое обоснование взаимосвязи тягового сопротивления и параметров затылочной фаски 47
2.3 Обоснование взаимосвязи агротехнических показателей с тяговым сопротивлением стрельчатых лап 55
2.4 Выводы по главе, задачи экспериментальных исследований 59
Программа и методика экспериментальных исследований 61
3.1 Общая программа и методика экспериментальных исследований 61
3.2 Методика полевых опытов 62
3.3 Частные методики определения параметров и показателей 66
3.3.1 Методика определения параметров профиля лезвия лапы ... 66
3.3.2 Методика определения показателей состояния почвы 70
3.3.3 Методика определения показателей качества посева и урожайности яровой пшеницы 72
3.4 Статистическая обработка результатов наблюдений 72
3.5 Методика определения тягового сопротивления рабочего органа 73
3.5.1 Описание экспериментальной установки 73
3.5.2 Тарировка датчиков и настройка оборудования 78
3.5.3 Методика проведения эксперимента 79
3.5.4 Стрельчатые лапы для многофакторного эксперимента 81
3.5.5 Обработка результатов многофакторного эксперимента 83
Результаты экспериментальных исследований 87
4.1 Динамика изменения параметров стрельчатых лап 87
4.1.1 Условия проведения опытов 87
4.1.2 Сравнительная оценка динамики изменения параметров стрельчатых лап 88
4.2 Результаты оценки агротехнических показателей посева яровой пшеницы стрельчатыми лапами с различными параметрами 101
4.2.1 Равномерность глубины заделки семян 101
4.2.2 Качество крошения почвы 104
4.2.3 Урожайность яровой пшеницы 105
4.3 Результаты исследования влияния параметров стрельчатой лапы на тяговое сопротивление 106
4.3.1 Условия проведения эксперимента 106
4.3.2 Анализ результатов многофакторного эксперимента 107
4.3.3 Анализ результатов исследования влияния затылочной фаски на тяговое сопротивление 113
Экономическая оценка результатов исследования 116
5.1 Характер изменения параметров и способы выбраковки стрельчатых лап 116
5.2 Влияние параметров затылочной фаски стрельчатых лап на агротехнические и энергетические показатели 117
5.3 Экономическая эффективность поддержания параметров лапы во время работы 119
Общие выводы 125
Литература 127
Приложения 145
Приложение А 146
Приложение Б 149
Приложение В 157
- Влияние конструкции рабочего органа на агротехнические и энергетические показатели работы
- Основные процессы, протекающие при изменении параметров стрельчатой лапы, и факторы, влияющие на показатели работы
- Методика определения параметров профиля лезвия лапы
- Сравнительная оценка динамики изменения параметров стрельчатых лап
Введение к работе
Обработка почвы является важнейшим звеном в системе земледелия. От качества ее выполнения в значительной степени зависит водный, воздушный режимы почвы и, в конечном счете, урожайность возделываемых культур.
При производстве зерновых культур в засушливых районах страны, особенно в степной зоне Алтайского края, применяются преимущественно минимальные технологии посева. Они предполагают совмещение обработки почвы, посева с другими операциями. Наиболее распространенным рабочим органом посевных машин для минимальных технологий (которых в Алтайском крае более двух тысяч) является стрельчатая лапа.
Широкое внедрение минимальных технологий, позволяет снизить затраты на единицу продукции растениеводства, при строгом соблюдении качества посева. Влияние изменения параметров (изнашивания) рабочих органов (стрельчатых лап) в процессе работы на агротехнические показатели, и в конечном итоге, на урожай будет наиболее значимо.
Изучению влияния изменения параметров рабочих органов почвообрабатывающих машин-орудий на показатели работы посвящено много исследований. Однако полученные результаты неоднозначны. В связи с этим возникает необходимость исследования влияния параметров стрельчатой лапы на энергетические и агротехнические показатели посева при минимальных технологиях.
Работа выполнена в соответствии с государственной целевой научно-технической программой «Техническое перевооружение сельского хозяйства Алтайского края на 2006-2010 годы» от 07.03.2006 г. №11-ЗС.
Цель исследования - повышение эффективности использования стрельчатых лап посевных машин-орудий за счет поддержания их параметров в заданных пределах.
Объект исследования - процесс изменения параметров стрельчатых лап посевных машин-орудий при взаимодействии с почвой.
Предмет исследования - закономерности изменения агротехнических и энергетических показателей посева при изменении параметров стрельчатых лап в процессе работы.
Методы исследования - аналитическое исследование, математическое моделирование, наблюдения, полевой опыт, регрессионный анализ, многофакторный эксперимент и его планирование.
Научная гипотеза заключается в том, что между параметрами стрельчатой лапы, энергетическими и агротехническими показателями посева существует взаимосвязь. Для сохранения стабильности работы лап необходимо обосновать предельные значения параметров, изменяющихся при работе.
Научная новизна. Выявлены закономерности изменения параметров стрельчатых лап посевных машин, упрочненных различными способами, при прямом посеве (в необработанную почву). Установлены зависимости изменения показателей работы: тягового сопротивления, равномерности глубины заделки семян, биологической урожайности яровой пшеницы от изменения параметров стрельчатых лап. Разработана методика повышения стабильности работы стрельчатых лап, за счет своевременного воздействия на их параметры. Технология упрочнения рабочего органа защищена патентом РФ на изобретение.
Практическая значимость работы. Полученные результаты позволяют определить критический момент снижения стабильности работы стрельчатых лап посевных почвообрабатывающих машин во время посева.
Найденные теоретические и экспериментальные зависимости имеют практическую значимость, как для производителей сельскохозяйственной продукции, так и для производителей рабочих органов.
Реализация результатов исследований. Результаты, полученные в ходе исследований, используются в СХА ПЗ «Шумановский» Немецкого национального района Алтайского края в качестве рекомендаций по
периодичности замены рабочих органов на посевных машинах. Полученные теоретические и экспериментальные зависимости используются в учебном процессе ФГОУ ВПО АГАУ.
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы доложены и одобрены на научно-практических конференциях Алтайского государственного аграрного университета (Барнаул, 2008-2009), на 1-й региональной научно-практической конференции «Перспективы развития наноиндустрии Алтая. Анализ состояния патентно-лицензионной деятельности нанотехнологической сети региона» (Бийск, 2009), на расширенном заседании лабораторий № 2, 6, 7, 8 ГНУ СибИМЭ СО Россельхозакадемии (Краснообск, 2009).
На защиту выносятся: 1) результаты аналитического исследования влияния параметров стрельчатых лап на показатели работы; 2) результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния изменения параметров стрельчатых лап при посеве на энергетические и агротехнические показатели их работы; 3) технико-экономическая оценка работы стрельчатых лап и рекомендации по поддержанию стабильных показателей.
Публикации. По основным положениям диссертационной работы опубликовано пять научных работ, в том числе патент на изобретение и две статьи в изданиях рецензируемых ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, пять глав, общие выводы, 3 приложения. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, содержит 53 рисунка, 13 таблиц. Список литературы включает 155 наименований, в т.ч. 6 иностранных источников.
Работа выполнена в Бийском технологическом институте (филиале) Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» в 2006-2009 гг.
Влияние конструкции рабочего органа на агротехнические и энергетические показатели работы
Агротехнические и энергетические показатели работы определяются угловыми и линейными конструктивными параметрами рабочих органов [50, 64, 124, 155].
Применительно к стрельчатой лапе — это углы раствора крыльев 2у, крошения а, постановки крыла к дну борозды е, резания 0о, заточки лезвия / и способ его заточки: верхняя, нижняя и комбинированная, а также ширина захвата лапы В, ширина крыла Ь, толщина крыла Т и толщина лезвия t (рис. 1.2). Все эти параметры, в большей или меньшей степени, изменяются в процессе работы.
Влияние конструктивных параметров клиньев (двух- и трехгранных) и рабочих органов на их тяговое сопротивление изучали Белозерцев Ю.Д., Бледных В.В., Василенко П.М., Ветохин В.И., Горячкин В.П., Желиговский В.А., Качинский Н.А., Клочков А.В., Морозов Д.Р., Панов И.М., Подскребко М.Д., Синеоков Г.Н., Щучкин Н.В. и др. [1, 14, 23, 30, 31, 47, 49, 55, 62, 66, 87, 92, 102, 105, 124, 145].
Белозерцев Ю.Д. и др. [11] в качестве основных геометрических параметров плоского прямого клина приводят высоту подъема пласта почвы h, длину рабочей поверхности / и угол резания а (рис. 1.3) и указывают, что от них зависит не только качество работы и тяговое сопротивление, но и заглубляющая способность орудий. Оптимальные значения этих параметров связаны с физико-механическими свойствами почвы, глубиной рыхления и скоростью движения. Результатом экспериментальных исследований в почвенном канале, содержащем супесь с влажностью 10,3 %, плотностью 1350 кг/м3 и твердостью 2,8 МПа, глубиной рыхления 0,08 м и шириной захвата клина 0,5 м стали следующие оптимальные значения: высота подъема пласта 0,024 м, длина рабочей поверхности 0,089 м и угол резания 1536 [11].
По результатам экспериментальных исследований [27, 28, 92] отмечается, что с увеличением скорости обработки почвы оптимальные значения угла крошения уменьшаются, а угла раствора увеличиваются. Исследователи приводят значения этих параметров для среднетяжелых почв а = 12... 14, 2у = 80...85, тяжелых почв а = 14... 18, 2у = 75...800 и легких почв а = 10... 12 и 2у = 85...87. Следовательно, для различных почв необходимо использовать рабочие органы с разными конструктивными параметрами.
Результатами исследований [105] подтверждаются положения [27, 28, 92]. Однако опытные данные показывают, что тяговое сопротивление клина от угла крошения изменяется по вогнутой кривой, имеющей при некотором значении угла минимум. Образование минимума они объясняют тем, что у клиньев с малыми углами крошения значительная доля усилия затрачивается на преодоление сил трения при перемещении пласта по длине клина. С ростом угла эта доля уменьшается, но при этом увеличиваются затраты на деформацию пласта и сообщение частицам почвы кинетической энергии.
А.Н. Артем [6, 7] в качестве наиболее значимого параметра, влияющего на энергоемкость и степень крошения почвы, выделяет угол крошения а (рис. 1.2, 1.3), что подтверждается в [66]. Он указывает, что «чем больше угол а, тем больше клин сжимает и крошит почву впереди себя, но при этом он встречает со стороны почвы и большее сопротивление». Уменьшение угла а приводит к снижению тягового сопротивления, но для обеспечения качественного крошения необходимо выдержать определенную высоту подъема пласта h, что увеличивает рабочую длину клина / в соответствии с зависимостью l/h = 1/sina. Увеличение относительной длины клина l/h повышает энергозатраты на трение и приводит к глыбообразованию. Кушнарев А.С. и Бауков А.В. [10, 78] установили влияние угла резания плоского клина-деформатора на глубину проникновения деформации дна борозды. Они отмечают, что с увеличением угла резания увеличивается глубина и степень уплотнения почвы на дне борозды, а также повышается" тяговое сопротивление, что также зависит от геометрии рабочего органа и изменения объема почвы вовлекаемой в деформацию. Отсутствие уплотнения дна борозды наблюдается, если угол резания деформатора подчиняется зависимости [10, 78]: где (р - угол внутреннего трения почвы. Поскольку угол внутреннего трения почвы зависит от физико-механических свойств почвы, то, исходя из выражения (1.1), оптимальный угол резания необходимо подбирать не только в зависимости от типа почвы, но и от ее влажности [10, 66, 78]. Вилде А.А. показал, что оптимальный, с точки зрения минимума тягового сопротивления плоского клина, угол резания должен быть несколько меньше значения определяемого по формуле (1.1), поскольку кроме сил веса и инерции пласта почвы на поверхность клина действуют силы прилипания. Также для снижения сопротивления необходимо минимизировать площадь поверхности рабочего органа при соблюдении оптимального угла резания [32, 33, 34]. Бледных В.В. [22] отметил, что ширина захвата В и угол раствора 2у стрельчатой лапы должны быть обоснованы из условия ее взаимодействия с сорными растениями, и предложил теоретическую зависимость: где [zi] - число корней на 1 м длины лезвия, при котором непосредственный контакт лезвия с почвой практически не наблюдается; (pi - угол трения почвы о поверхность рабочего органа; zQ - количество корней и корневищ на 1 м2 площади. Анализ формулы (1.2) показывает, что максимальная ширина захвата лапы при постоянном значении [zj и z0 наблюдается при: 2 = 90- . (1.3) Тогда оптимальные значения угла раствора крыльев при максимальной ширине захвата по условию (1.3): для песчаных почв 2у = 70...75, для глинистых и суглинистых почв 2у = 50...60, что В.В. Бледных подтверждает экспериментально [22]. Результаты экспериментальных исследований [72], проведенных на стерневом агрофоне, показали, что при скорости движения агрегата до 4,5 м/с удовлетворительное качество обработки почвы стрельчатой лапой обеспечивается, если угол раствора крыльев находится в пределах 60...80, угол крошения не превышает 20, а ширина крыла 80 мм. При этом отмечается, что последний параметр должен выбираться минимально возможным.
Основные процессы, протекающие при изменении параметров стрельчатой лапы, и факторы, влияющие на показатели работы
Стрельчатые лапы, как и другие рабочие органы, в процессе работы, взаимодействуя с почвой, изнашиваются. Изменение параметров лап происходит неравномерно в зависимости от наработки. Кроме того, интенсивность и характер изменения параметров лап зависит от способа их упрочнения.
Процесс изменения параметров стрельчатой лапы, и возникающее при этом изменение характера ее взаимодействия с почвой, можно разделить на несколько стадий.
В первой стадии - у новой лапы затупляются лезвия (режущая кромка приобретает округлую форму), на носке начинает «зарождаться» затылочная фаска, уменьшение ширины крыла незначительно. Перемещение стрельчатой лапы в почве определяется установочными параметрами ее стойки. Опорная плоскость, образованная лезвиями лапы, вследствие повторения процесса «отрыв пласта - зачистка дна борозды - отрыв пласта», поворачивается на небольшой угол 5 относительно установочного положения (рис. 2.1). Дно борозды становится плоским с незначительной пилообразностью (высота зубцов которой невелика, и зависит от угла раствора крыльев, ширины захвата и величины угла отклонения от установочного положения). После прохода лапы капиллярные почвенные каналы открываются к дну борозды (семенному ложе).
Агротехнические показатели работы стрельчатой лапы в первой стадии (равномерность глубины обработки или заделки семян, подрезание сорняков, качество крошения почвы) находятся на максимально благоприятном уровне, а тяговое сопротивление перемещению лапы минимально.определяется шириной заточной фаски. Толщина лезвия принимает максимальное значение. В этой стадии, от ее начала до перехода в следующую, сопротивление лапы, увеличивается и, вследствие неоднородности почвы, на некоторых переуплотненных участках лапа начинает отклоняться от установочного положения и выглубляться. При этом угол крошения увеличивается на величину 8, но заглубление, вследствие наличия затылочной фаски, затруднено. Почва впереди лезвия деформируется (сгруживается) и происходит сдвиг подрезаемого пласта. Сопротивление перемещению лапы в почве, при разрушении пласта, уменьшается незначительно, и она возвращается в исходное положение, уплотняя дно борозды. Дно борозды становится волнообразным (в направлении движения), при уменьшении средней глубины обработки и увеличении ее неравномерности. Полное подрезание сорных растений возможно до достижения толщины лезвия 0,8 мм [52, 111]. Распределение интенсивности крошения также принимает неравномерный характер по обработанному полю, поскольку отклонение лапы от установочного положения приводит к увеличению угла крошения. По мере удаления от носка, на концах крыльев, уменьшается толщина поднимаемого пласта почвы. Третья стадия, когда на крыльях и носке полностью исчезла заточная фаска, радиус носка достигает больших значений, при этом линия лезвия образует арку над дном борозды. В этой стадии рабочий орган перемещается в почве, преимущественно, в отклоненном от установочного положения состоянии [42, 97, 149]. Ухудшается подрезание сорняков, увеличивается неравномерность глубины обработки, дно борозды принимает пилообразный профиль (в поперечном направлении) и при этом переуплотняется затылочной фаской. Таким образом, нарушение агротехнических показателей обусловлено неравномерностью глубины обработки по длине и ширине борозды, а также переуплотнением ее дна. Основными факторами, влияющими на неравномерность, являются затупление лезвия (образование затылочной фаски) и закругление носка. Наблюдения за изменением параметров стрельчатой лапы в реальных условиях показали, что в начальный период толщина лезвия увеличивается. Однако этот процесс связан со способом упрочнения. Дальнейшее изменение параметров приводит к образованию затылочной фаски. О влиянии данного фактора на агротехнические и энергетические показатели в литературе изложено достаточно много. Так Синеоков Г.Н. и Панов И.М. [124] отмечают, что обработка затупленными лезвиями с затылочной фаской порождает интенсивное распыление почвы на дне борозды. Кроме того, уплотняется слой почвы высотой h, в результате чего возникает реактивная сила R3, увеличивающая тяговое сопротивление и выталкивающая рабочий орган из почвы (рис. 2.2). где q - коэффициент объемного смятия почвы; В - ширина захвата клина; р - угол трения почвы о поверхность клина; є3 - угол наклона затылочной фаски к дну борозды. Как следует из выражений (2.1) и (2.2) наибольшее влияние на тяговое сопротивление и устойчивость хода по глубине оказывает высота затылочной фаски h, которая в процессе работы постоянно увеличивается до достижения критического значения, когда качество работы становится неудовлетворительным [ 124]. Проведенные эксперименты [68] показали, что при увеличении ширины фаски от 0 до 6 мм сила Rx в среднем увеличивается на 617 Н, a Rz - на 1065 Н. Авторы приходят к выводу, что затылочная фаска культиваторной лапы производит уплотнение дна борозды и сдвиг почвенных частиц. Расчеты, проведенные по предлагаемым зависимостям, показывают, что с увеличением угла затылочной фаски увеличивается горизонтальная составляющая тягового сопротивления. Причем вертикальная составляющая имеет отрицательное значение при любых углах єз. По мнению авторов работы [65], высота затылочной фаски h зависит от ее угла Єз, поэтому на почвах с различными физико-механическими свойствами износ лезвий рабочего органа не всегда будет оказывать отрицательное влияние на качество работы и увеличивать тяговое сопротивление. Однако данное утверждение является весьма спорным, так как для каждого типа почв формируются свои параметры лезвия [111, 132]. Поэтому лезвие со значением угла бз, характерным для другого типа почв будет «перезатачиваться» под конкретные условия.
Методика определения параметров профиля лезвия лапы
Для отслеживания изменения параметров профиля лезвия опытных лап в процессе работы в динамике, через определенные значения наработки определялись следующие показатели: ширина крыла, радиус скруглення носка лапы, толщина лезвия (затупление), ширина затылочной фаски и угол ее наклона к неизнашиваемой (тыльной) части крыла и носка лапы.
С учетом того, что получение первичной информации об изменении параметров стрельчатых лап производилось в полевых условиях, основное внимание при разработке методики оценки параметров лап уделялось оперативности получения информации и уменьшению погрешности измерений.
Анализ литературы в целях поиска экспресс-методики измерения переменных параметров рабочих органов [69, 112, 113] показал, что наиболее приемлемым способом измерения ширины крыла и длины носка является прямое измерение штангенциркулем, а параметров режущей кромки - методом «оттисков на свинцовую пластину», с последующей обработкой оттисков на микроскопе. Данный способ имеет высокую трудоемкость обработки результатов и не позволяет наглядно оценить динамику изменения параметров рабочего органа.
Более предпочтителен, с точки зрения полноты информации, «метод гипсовых слепков» [69], который дает полный профиль крыла лапы в нужном сечении и профиль носка. Этот метод был усовершенствован, для чего были изготовлены приспособления (рис. 3.2), позволяющие за сравнительно небольшое время в полевых условиях, не снимая рабочих органов с посевного агрегата, формовать слепки из гипса.
Полученные таким образом слепки, в виде прямоугольного параллелепипеда с прорезью, имеющей форму профиля крыла (носка) лапы (рис. 3.2), в дальнейшем обрабатывались в лабораторных условиях. приспособление устанавливалось без зажима), чтобы избежать случайного смещения. После чего в специальной емкости приготавливалась пастообразная гипсовая масса, состоящая из строительного гипса марки Г5 и воды. Полученная масса плотно укладывалась в форму, обеспечивая полное обтекание крыла по всему периметру сечения. На отсканированное изображение гипсового слепка в программе KOMTIAC-V8 накладывалась сетка. По сетке определялись координаты характерных точек профиля, измерялась ширина крыла и толщина лезвия, угол наклона и ширина затылочной фаски. Для контроля изменения ширины крыла лапы, линейного износа и скруглення ее носка был изготовлен специальный планшет (рис. 3.4), на который закреплялся индивидуальный бланк для каждого исследуемого рабочего органа. На бланках, с помощью приспособления, позволяющего удерживать карандаш перпендикулярно поверхности планшета, фиксировали изменение очертания лапы в динамике. На заданную глубину почву выбирали почвенным буром непосредственно перед каждым измерением. Показания индикатора записывали на бланках для последующей обработки данных на компьютере. Объемный вес почвы определяли в обрабатываемом слое почвы (0-10 см) согласно стандартной методике [85, 127]. Твердость почвы определяли с помощью пенетрометра (рис. 3.8) в местах определения плотности и влажности почвы в слое почвы 0-20 см. Определение твердости почвы осуществляли в семикратной повторности.. Пенетрометр: Данные, записанные в память пенетрометра пересохранялись в компьютер для дальнейшей обработки. Агрегатный состав почвы определялся согласно методу Н.И. Савинова, описанному в работе [29], и стандартам [85, 128, 129]. После прохода посевного агрегата на каждой делянке по диагонали отбирались пробы почвы в пятикратной повторности. Качество крошения почвы оценивалось по величине коэффициента структурности. Чем больше значение коэффициента структурности, тем почва лучше оструктурена. Глубина заделки семян определялась после всходов по этиолированной части растения в 21-кратной повторности. По полученному ряду значений определяли среднее значение глубины заделки семян и ее равномерность, оцениваемую по среднеквадратическому отклонению [129]. Урожайность яровой пшеницы по вариантам опытов оценивалась по средней биологической урожайности. Отбор проб проводился перед уборкой в фазе полной спелости культуры в трехкратной повторности [129].
Сравнительная оценка динамики изменения параметров стрельчатых лап
С целью подтверждения высказанного во второй главе предположения был реализован эксперимент по выявлению влияния затылочной фаски на тяговое сопротивление. Эксперимент проводился на стерневом агрофоне с использованием разработанной нами установки (см. гл. 3).
При исследовании изменения геометрических параметров стрельчатых лап в процессе работы (п. 4.1) было установлено большое влияние на параметры затылочной фаски наработки и способа упрочнения лезвия. В связи с этим считаем нецелесообразным искусственно создавать угол затылочной фаски, т.к. это нарушит чистоту эксперимента. Для эксперимента были отобраны лапы с различным износом (таблица 4.6), из числа исследованных при проведении опытов по оценке характера изменения параметров в процессе работы.
Результаты экспериментов показывают наличие взаимосвязи горизонтальной составляющей тягового сопротивления Rx с углом затылочной фаски (рис. 4.20). Зависимость имеет крутопадающий характер, в отличие от теоретической. Расхождение теоретических и экспериментальных значений находится в пределах 4...8 %. Это обусловлено влиянием на тяговое сопротивление не только затылочной фаски, но и других параметров лап, зафиксировать которые на определенном уровне не представлялось возможным. Тем не менее, характер изменения тягового сопротивления совпадает с теоретическим.
Таким образом, уменьшение угла наклона затылочной фаски приводит к увеличению тягового сопротивления, вследствие увеличения давления фаски лезвия на дно борозды, а, соответственно, и увеличения силы трения. Это подтверждается увеличением вертикальной, выглубляющей лапу из почвы, составляющей тягового сопротивления, которая также увеличивается на 0,7 кН с уменьшением угла затылочной фаски до 24, по сравнению с новой лапой. Увеличение вертикальной (выглубляющей) составляющей тягового сопротивления от 0,13 до 0,86 кН приводит к повышению неравномерности глубины заделки семян в 2,2-2,3 раза (рис. 4.21), что подтверждает теоретические выводы. Стрельчатые лапы при обработке почвы (посеве) интенсивно изнашиваются по ширине крыла, увеличивается радиус носка, уменьшается ширина их захвата и образуется затылочная фаска, что приводит к нарушению агротехнических показателей их работы, увеличению тягового сопротивления, а, следовательно, и расхода топлива машинно-тракторным агрегатом. Производители стрельчатых лап предлагают, в качестве параметра предельного состояния, принимать ширину захвата, в момент, когда между смежными лапами устраняется перекрытие. Исследование изменения параметров стрельчатых лап в процессе работы показывает, что этот момент, в зависимости от условий эксплуатации, может наступить при наработке 20.. .40 га на один рабочий орган, поскольку в местах перекрытия лапы второго и третьего рядов изнашиваются менее интенсивно по ширине, из-за движения в почве с нарушенной структурой. Некоторые стрельчатые лапы выпускаются с заведомо увеличенной шириной захвата, что также, по мнению производителей, увеличивает их ресурс. Однако в процессе работы изменяются и другие параметры. По данным исследований [52, 111], увеличивающаяся при обработке почвы толщина лезвия, уменьшает количество неподрезанных сорняков, ее величина не должна превышать 0,8 мм, что достигается при наработке 1..2 га. Образование в процессе работы затылочной фаски, и изменение ее параметров по мере увеличения наработки также оказывает отрицательное влияние на агротехнические и энергетические показатели работы стрельчатых лап. При этом анализ (глава 1) не выявил четких значений параметров фаски, соответствующих предельному состоянию. По результатам нашего исследования, ширина затылочной фаски и угол ее наклона являются приоритетными параметрами предельного состояния. А их предельные значения должны определяться с точки зрения увеличения энергозатрат и ухудшения качества работы, т.е. снижением затрат на производство единицы сельскохозяйственной продукции. По результатам исследования проведенного в 2006-09 гг. выявлена значимая связь между углом затылочной фаски стрельчатой лапы и ее тяговым сопротивлением. Обнаружено, что при работе лапы этот угол, от момента образования затылочной фаски, уменьшается до некоторого стабильного значения. В то же время, с уменьшением угла затылочной фаски увеличивается тяговое сопротивление лапы. При посеве яровой пшеницы лапами с различной степенью износа (параметрами затылочной фаски) также наблюдается значимая связь биологической урожайности с величиной угла затылочной фаски. При меньших значениях угла фаски - урожайность ниже. На рисунке 5.1 приведен график зависимости прироста тягового сопротивления и потерь биологической урожайности яровой пшеницы от величины угла затылочной фаски стрельчатой лапы.
