Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы Токушев Жанузак Ережепович

Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы
<
Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Токушев Жанузак Ережепович. Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.20.01 : Москва, 2003 284 c. РГБ ОД, 71:04-5/202-8

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Состояние проблемы, цель и задачи исследований 8

1.1. Уплотнение почвы и эффективные меры борьбы с ним 8

1.2. Обзор конструкций глубокорыхлителей и щелевателей 18

1.3. Анализ исследований по обоснованию параметров рабочих органов и орудий для глубокого рыхления почвы 27

1.4. Анализ долговечности и износостойкости почворежущих рабочих органов 34

1.5. Постановка проблемы, цель и задачи исследований. Основные положения, выносимые на защиту 35

Глава 2. Общие закономерности сопротивления почв деформациям 38

2.1. Почвы, как объект воздействия рабочих органов почвообрабатывающих машин 38

2.2. Сопротивление почвы различным деформациям 40

2.2.1. Закономерности сопротивления почв сжатию 42

2.2.2. Трехосное сжатие (растяжение) 46

2.2.3. Закономерности сопротивления почв сдвигу 47

2.3. Физические основы деформаций и разрушения почв 52

2.4. Влияние скорости деформации на прочностные характеристики почвы 64

2.5. Реологические свойства почвы 76

2.6. Выводы по главе 2 82

Глава 3. Методы расчета сопротивления рабочих органов глубокорыхлителей 84

3.1. Расчет сопротивления почвы резанию на основе теории Кулона-Мора 85

3.2. Расчет сопротивления резанию почвы с применением теории предельного равновесия 93

3.3. Расчет сил сопротивления почвы на основе экспериментальных данных 99

3.4. Выводы по главе 3 103

Глава 4. Экспериментально-теоретические основы повышения ресурса рабочих органов почвообрабатывающих машин 104

4.1. Анализ исследований износа двухслойных почвообрабатывающих рабочих органов 105

4.2. Экспериментальные методы исследования взаимодействия лезвий рабочих органов с почвой 111

4.3. Применение голографической интерферометрии для исследования взаимодействия рабочих органов с почвой 112

4.4. Результаты экспериментов с применением голографической интерферометрии 118

4.5. Выводы по главе 4 129

Глава 5. Экспериментальные исследования рабочих органов глубокорыхлителей 130

5.1. Лабораторные исследования рабочих органов глубокорыхлителей 132

5.2. Полевые испытания рабочих органов глубокорыхлителей 136

5.3. Агротехнические показатели работы экспериментальных рабочих органов 143

5.4. Энергетическая оценка экспериментальных рабочих органов . 149

5.4.1. Силовые характеристики рабочих органов 151

5.4.2. Статистические характеристики сил сопротивления рабочих органов 160

5.5. Определение усилий на лобовых поверхностях стоек и долот . 166

5.6. Мощностные характеристики рабочих органов 178

5.7. Выводы по главе 5 181

Глава 6. Выбор и расчет конструктивных и технологических параметров рабочих органов глубокорыхлителей 184

6.1. Рекомендации по выбору основных параметров глубокорыхлителей 186

6.2. Расчет основных технологических параметров 191

6.3. Экономическая эффективность новых рабочих органов для глубокого рыхления почвы 200

6.4. Выводы по главе 6 206

Глава 7. Оптимизация геометрических параметров биметаллического лезвия лемеха 208

7.1. Определение формоизменения лезвия лемеха при изнашивании в почве 208

7.2. Определение оптимальных геометрических параметров биметаллического лезвия и изготовление лемехов экспериментальной конструкции 217

7.3. Сравнительные полевые испытания лемехов 225

7.4. Экономическая эффективность применения биметаллических лемехов 227

7.5. Выводы по главе 7 229

Заключение и основные выводы 231

Список литературы 239

Приложения 253

Уплотнение почвы и эффективные меры борьбы с ним

Уплотнение пахотного и подпахотного горизонтов почвы вызвано интен сификацией сельскохозяйственного производства при использовании тяжелых тракторов, комбайнов и другой мощной сельскохозяйственной техники. Много кратные проходы по полю машинно-тракторных агрегатов приводят к распыле нию верхнего и уплотнению нижнего слоев почвы, к развитию ветровой и вод ной эрозии, к повышению объемной массы почвы, к снижению общей и капил лярной пористости плодородного слоя почвы. Повышение объемной массы % почвы ведет к снижению жизнедеятельности микрофлоры и, в конечном резуль тате, к снижению плодородия и недобору урожая сельскохозяйственных культур [60]. Чл.-корр. АН СССР В.А. Ковда [46] указал на 10 лимитирующих факторов, снижающих плодородие почв. К основным из них относятся: развитие эрозионных процессов на полевых и пастбищных угодьях; истощение запасов в почве органического вещества и отрицательный баланс гумуса; переуплотнение, ухудшение водного режима и подтопление почв; засушливость и борьба с ней; несовершенство качества работы почвообрабатывающих машин и др.

Во время сельскохозяйственных работ ходовые системы машинно-тракторных агрегатов покрывают следами от 40 до 80% поверхности поля, а поворотные полосы подвергаются 8-10 кратному воздействию движителей [24].

Исследованиями, проведенными различными организациями, в том числе, Почвенным институтом им. В.В. Докучаева (г. Москва), Агрофизическим ин ститутом (г. Санкт-Петербург), Сельскохозяйственной академией им. Тимиря зева, НАТИ, ВИМ (г. Москва), САИМЭ (г. Ташкент), МИМСХ (г. Мелитополь), ЦелинНИИМЭСХ (г. Кустанай) и др. установлено, что уплотнение почвы ходо 9. выми системами тракторов, комбайнов и др. мобильной техники приводит к недобору 20...50% урожая [2, 22, 40, 50, 80, 81, 86, 132].

В настоящее время негативное влияние антропогенных факторов на плодородие почвы возрастает в связи с применением все более мощной сельскохозяйственной техники и увеличивающихся объемов внесения минеральных удобрений и химических средств уничтожения сорняков и вредителей сельскохозяйственных культур. Кроме того, широкое использование отвальных плугов и плоскорезов ведет к образованию так называемой «плужной подошвы», которая препятствует движению влаги в нижние горизонты почвы. Это приводит к развитию водной эрозии на склонах, а на равнинах и низинах - к образованию мокрых «блюдец», в которых застаиваются излишки талой и дождевой воды.

Наиболее эффективным приемом для борьбы с переуплотнением пахотного и подпахотного горизонтов почвы является глубокое рыхление и щелевание.

К.И. Саранин и В.Н. Шептухов [90, 128] отмечают, что суглинистые и глинистые почвы под действием тяжелых машин и тракторов резко снижают агрофизические и водно-физические свойства. Подпахотные слои таких почв имеют низкие инфильтрационные способности, высокую объемную массу и твердость, что приводит к эрозии, застаиванию на поверхности полей воды, слабому использованию растениями запасов влаги и питательных веществ из нижних слоев почвы. Авторы закладывали опыты при использовании глубоко-рыхлителя на глубину 50-60 см на дерново-подзолистой суглинистой почве. Глубокое рыхление с расстоянием между проходами стоек рыхлителя не менее 90 см обеспечило улучшение физико-химических показателей почвы, повышение содержания органического вещества в подпахотном горизонте. Коэффициент инфильтрации увеличился в 2-3 раза.

В рекомендациях [24] по глубокому рыхлению и щелеванию эродированных, уплотненных и временно переувлажненных почв, составленных ЦНИИМЭСХ и БелНИИП, указывается, что в Белоруссии почти половина паш 10. ни и других сельскохозяйственных угодий расположены на эрозионно-опасных склонах крутизной более 1. Из-за малой водопоглотительной способности на таких полях развивается водная эрозия, смывается верхний плодородный слой почвы вместе с остатками химикатов. На временно переувлажненных полях в понижениях («блюдцах») застаивается вода. Для ослабления вреда от вышеописанных явлений применяется глубокое рыхление осенью по стерневым фонам и на полях после уборки пропашных культур вместо зяблевой вспашки. На переувлажненных почвах, где отсутствует осушительная сеть, глубокое рыхление выполняется весной по зяби под картофель, корнеплоды, кукурузу и другие культуры. Продолжительность последействия глубокого рыхления зависит от влажности почвы во время его проведения. Оптимальной влажностью для глубокого рыхления является 60-80% предельной полевой влагоемкости. При влажности почвы больше предела пластичности предварительно проводят кро-тование на глубину 40-50 см, которое позволяет подсушить почву до оптимальной влажности. Полосовое глубокое рыхление - кротование эффективно на равнинных и низинных участках с «мокрыми блюдцами». Расстояние между полосами принимается 2-2,5 м для глинистых и 3-4 м для суглинистых почв. Остальные неразрыхленные полосы способствуют проходимости сельскохозяйственной техники и увеличивают срок службы глубокого рыхления.

Щелевание, как и глубокое рыхление, улучшает водно-физические свойства слабоводопроницаемых почв, при этом влага более равномерно распределяется по почвенному профилю.

Щели шириной не более 3-5 см нарезаются с расстоянием между ними 1,0-1,4 м. Щелевание проводят осенью под посев озимых, весной по зяби под посев яровых культур. Эффективно щелевание на посевах многолетних трав, на сенокосах и пастбищах. Щелевание зяби под картофель поздней осенью перед наступлением заморозков и даже при промерзании почвы на глубину до 5 см предотвращает смыв почвы на склонах талой водой и обеспечивает запасы воды в метровом слое на 300 м3/га. Урожайность картофеля на эродированных полях повышается в среднем на 12 ц/га, а на почвах тяжелого механического состава и супесях, подстилаемых мореным суглинком - на 20 ц/га.

Щелевание посевов многолетних трав осенью после уборки покровной культуры или после второго - третьего укосов травостоя первого года пользования на склонах с суглинистыми почвами предотвращает их смыв, приводит к увеличению весенних запасов влаги в метровом слое почвы на 300-400 м /га. Урожайность зеленой массы за два укоса увеличивается на 20 ц/га. Последействие щелевания наблюдается в течение двух лет.

А.В. Короткевич [49] отмечает, что внедрение интенсивных технологий с использованием энергонасыщенных и тяжелых агрегатов увеличило уплотнение почвы и ускорило образование почвенной «подошвы». Этот процесс усугубляется увеличением количества операций, применением повышенных доз удобрений и пестицидов, стремлением как можно раньше при повышенной влажности почвы вывести в поле агрегаты. Наиболее распространенным способом борьбы с почвенной «подошвой» является механическое рыхление на глубину до 50 см. Для этих целей применялся рыхлитель-щелеватель РЩ-3,5 конструкции ЦНИИМЭСХ. Его применение обеспечивало разуплотнение подпочвенного слоя, способствовало регулированию поверхностного стока и увеличению запасов продуктивной влаги, предотвращало эрозию и увеличивало урожайность сельскохозяйственных культур на 15-25%. Автор указывает, что в Белоруссии имеется 1,9 млн. га земель, требующих периодического глубокого рыхления.

Почвы, как объект воздействия рабочих органов почвообрабатывающих машин

Под почвой понимают поверхностные слои горных пород, переработанные и измененные совместным действием света, тепла, воздуха, воды, растительных и животных организмов, а на окультуренных территориях - деятельностью человека [45]. Почву изучают с двух позиций: агрономической и инженерной. С агрономической позиции почва обладает плодородием. Ее агробиологические свойства и процессы, происходящие в ней, изучает почвоведение. С инженерной позиции почва, как любое физическое тело, обладает рядом механических и физических свойств, обеспечивающих ей прочность и сопротивление обработке. Процессы, происходящие при взаимодействии рабочих органов почвообрабатывающих машин с почвой, изучает механика почв. Некоторые свойства почв, особенно глинистых, подобны грунтам. Поэтому ряд закономерностей механики грунтов могут быть использованы для определения поведения почв под нагрузкой. В этом случае будем использовать термин почвогрунты.

В естественном состоянии почва состоит из смеси трех фаз: твердых частиц, образующих ее скелет, почвенной воды и почвенного воздуха. Все физические и механические свойства определяются соотношением этих фаз. Водона 39. сыщенные почвы, когда поры между твердыми частицами полностью заполнены водой, образуют двухфазные системы. Кроме перечисленных трех фаз в почве содержится многочисленная живая фаза - микрофлора. Влияние живой фазы на физико-механические свойства почвы пока еще не изучено.

Рабочие органы почвообрабатывающей машины, используя энергию трактора или другого источника, воздействуют на почву, изменяют соотношение фаз и она приобретает новое состояние и новые свойства, например, из плотного состояния переходит в рыхлое. Это свойство почвы менять свое состояние является одной из причин того, что до настоящего времени отсутствует научно обоснованная теория прочности почвы. Поэтому актуальным остается высказывание академика В.П. Горячкина «Вопрос о деформации пласта составляет камень преткновения для всякого рода теоретических исследований» [31].

Большое разнообразие расчетных моделей почв можно свести к двум основным: модели сплошной и модели дискретной среды. Наибольшее распространение в научной литературе получила модель сплошной среды. Модель называется сплошной, если любой объем, выделенный из нее, содержит вещество, т.е. имеет массу и среда рассматривается состоящей из системы материальных точек [84]. По определению М.Н. Гольдштейна [27] сплошной называется такая среда, которая непрерывным образом заполняет рассматриваемую часть пространства, а плотность такой среды определяется как предел отношения массы Am, содержащейся в малом объеме к величине этого объема, когда он r dm стремится к нулю: р— lim ——. Механика сплошной среды позволяет рас w odV сматривать напряжения и деформации бесконечно малых объемов тела, а затем переходить к напряженно-деформированному состоянию всего тела, используя методы математического анализа. Преимуществом модели сплошной среды является возможность рассматривать объект механического воздействия в виде твердых и жидких тел или их сочетаний, вводя в анализ так называемые реологические модели.

При рассмотрении модели сплошной среды предполагается, что она сохраняет многофазную систему и все ее свойства распределены одинаково как в бесконечно малом, так и в конечном объемах. Для того, чтобы избежать некоторой логической неувязки принятых понятий, часто говорят не о бесконечно малом объеме, а об элементе достаточно малом по сравнению с рассматриваемым массивом почвы [92].

В дискретных моделях тела рассматриваются состоящими из отдельных макроскопических частиц. В этом случае напряженно-деформированное состояние тела определяется с использованием методов теории вероятностей и математической статистики. Исследование модели дискретной среды для грунтов еще в 30-х годах прошлого века было начато И.Г. Покровским [78], однако, в дальнейшем это направление не получило развития.

Основные физико-механические свойства почв, имеющие непосредственное отношение к их прочности при обработке рассмотрены в нашей монографии [106].

Практически все рабочие органы почвообрабатывающих машин имеют форму клина: двугранного, трехгранного или криволинейного. Под воздействием клинообразных рабочих органов и способа их воздействия (с отрывом пласта или без отрыва пласта, статического или ударного) обрабатываемая почва испытывает различные виды деформаций: сжатие, растяжение, сдвиг, изгиб, кручение и их комбинации.

Все виды деформаций могут быть подразделены на две группы: объемные деформации сжатия (при этом почвенные частицы сближаются, уклады 41. ваясь более плотно) и деформации сдвига (при которых почвенные частицы смещаются относительно друг друга) [6].

Отличительной особенностью почв от, например, металлов является то, что степень и величина деформации зависят как от типа рабочих органов, так и от физико-механических свойств обрабатываемой среды (дисперсности, механического состава, структурности, влажности, задернелости и др. факторов). Под воздействием одних и тех же рабочих органов одна и та же почва в различных состояниях будет по-разному деформироваться.

Твердые, сухие почвы незначительно деформируются и разрушаются при значительных нагрузках. Интервал между пределом упругости ап и пределом прочности тв имеет небольшую величину. Твердые почвы рационально разру шать ударными нагрузками. Те же почвы во влажном состоянии деформируются при небольших усилиях, но они выдерживают сильные удары. Вязкие почвы имеют большой интервал между пределом упругости ап и пределом прочностиав [44].

Расчет сопротивления почвы резанию на основе теории Кулона-Мора

Анализ работоспособности лемехов почвообрабатывающих машин и способов повышения их долговечности показал, что наиболее перспективным является изготовление рабочих органов из биметаллического проката. Особенно эффективен этот способ для деталей несложной формы и, прежде всего, для орудий безотвальной обработки почвы: культиваторов-плоскорезов, плугов-рыхлителей и глубокорыхлителей. Для разработки технологии изготовления двухслойного проката и выбора параметров лезвия и конструктивных параметров почворежущих рабочих органов необходимо обосновать математическую модель износа и самозатачивания таких инструментов.

Наиболее обстоятельное изучение проблемы абразивного изнашивания отражено в работах М.М. Хрущева, И.В. Крагельского, Л.Н. Львова, Б.И. Кос-тецкого, В.Н. Ткачева, А.Н. Розенбаума, А.Ш. Рабиновича, В.И. Винокурова, М.М. Севернева, В.И. Виноградова, М.М. Тененбаума, В.Н. Кащеева, СП. Козырева, Д.Б. Бернштейна и др. ученых.

Главное направление работ по повышению ресурса почворежущих деталей - это снижение линейного износа с одновременным обеспечением процесса самозатачивания для сохранения определенных геометрических параметров, предъявляемых агротехническими требованиями.

Сложность процесса изнашивания почворежущих деталей состоит в неоднородности абразивной массы, как по механическому, так и по химическому составу. Кроме того, силы на поверхности трения непрерывно меняются и происходит сложная динамика процессов кантактирования и перемещения частиц абразива.

Различное формоизменение профиля лезвия лемеха во время его работы можно объяснить изменениями давления твердых частиц на поверхность инструмента. Анализ процесса изнашивания материала при разных напряжениях приведен в работе М.М. Тененбаума [101]. Здесь же дается функциональная связь контактных напряжений с внешними факторами: p = f{Riini,Pi,Fi), (4.3) где Ri — радиус контактной поверхности абразивной частицы, м; ПІ — показатель механических свойств частицы (прочность, модуль упругости, коэффициент Пуассона); Р/ - нормальная нагрузка, приходящаяся на данную частицу, Н; F/ результирующая касательных сил, удерживающих частицу, Н.

Давление почвы на рабочую поверхность детали, согласно полученным экспериментальным данным, в некоторых исследованиях [93, 101] определяется по формуле: Р = сап, (4.7) где с - коэффициент, учитывающий плотность почвы и углы установки рабочих органов; а - глубина обработки почвы, м; п - показатель степени. Одной из основных закономерностей изнашивания почворежущих деталей является то, что профили лезвий после определенной наработки стабилизируются, т.е. приняв форму, характерную для данных условий резания, остаются постоянными, смещаясь лишь вдоль образующей профиля.

Исследования процесса стабилизации лезвия в различных условиях работы, аналитические методы расчета стабилизированных профилей позволили раскрыть физическую сущность самозатачивания многослойных деталей.

Для определения стабилизированного профиля однородного лезвия посвящена работа Винокурова и Малова [20], в которой рассматривается расчет-но-графический метод, где контур профиля представлен ломаными линиямии через точки их пересечения проведены прямые, параллельные поверхности и горизонтальной оси.

В работе [20] с применением метода вариационного исчисления описана оптимальная форма стабилизированного профиля.

В указанных работах выбор оптимальной формы почворежущего инструмента основан на анализе профиля стабилизированного лезвия. Определение геометрических параметров износостойкого и основного слоев биметаллического лезвия осуществляется методом обратного проектирования. Следовательно, для прогнозирования конфигурации и определения геометрических параметров лезвия при изнашивании в почве от исходного состояния до предельного износа необходим надежный математический аппарат. Эту задачу можно решить с применением ЭВМ для численного анализа и проверки множества вариантов (комбинаций) при выборе оптимального сочетания слоев биметаллического лемеха.

Обзор проведенных исследований показывает, что при решении вопросов оптимизации формы почворежущего инструмента с целью уменьшения износа или достижения равномерности износа, основное внимание уделяется либо самому инструменту, либо обрабатывающей среде. В работах [82, 101] показаны методы послойной окраски и применения датчиков (точечных методов) на лезвии. Если первый из них дает возможность оценивать характер изнашивания лемехов только в качественной форме, то второй позволяет определять и численные значения исследуемых величин.

Однако, такой подход для решения нашей задачи обладает рядом принципиальных ограничений. Дело в том, что при измерении каких-либо величин на рабочей поверхности инструмента (обычно контактных давлений или напряжений) возникает необходимость либо заменять инструмент его увеличенной моделью, либо моделировать саму среду, ввиду невозможности проведения измерений в натурных условиях. Такие приближения вносят значительные погрешности. Следует также отметить, что в месте контакта инструмента со средой имеет место сложное напряженно-деформированное состояние, описываемое тензором. Однако, измеряют, как правило, усредненные характеристики [108], что также отрицательно влияет на точность получаемого результата.

Альтернативным путем решения проблемы оптимизации формы конструкции почворежущего инструмента является подход, основанный на изучении закономерностей и характера перемещения обрабатываемой среды (в данном случае различных видов почвы) при взаимодействии с ней инструмента.

Так как износ инструмента происходит в результате взаимодействия с почвой, то исследуя перемещения и деформации слоев почвы, характер внедрения и движения в почву инструмента, можно прогнозировать, какие области инструмента наиболее подвержены износу или, что еще более важно, варьируя форму инструмента, добиваться его равномерного износа. Из элементарных физических соображений ясно, что наибольший износ инструмента происходит в тех контактных областях, где перемещения и деформации среды протекают наиболее интенсивно. И наоборот, при равномерном характере распределения перемещений и деформаций среды в области, контактирующей с инструментом, следует ожидать и равномерного его износа.

Анализ исследований износа двухслойных почвообрабатывающих рабочих органов

Из графиков видно, что на определенных участках рабочей поверхности лемехов, скорости частиц почвы резко изменяются, причем, характер изменения скоростей и их величины зависят от конфигурации лезвия. Такое изменение скоростей можно объяснить периодичностью процесса деформации почвы при ее обработке, которая, в свою очередь, состоит из нескольких фаз. Как известно, в первой фазе деформации почвы (уплотнении) происходит возрастание давления частицы почвы на рабочую поверхность лемеха. Анализируя графики изменения скоростей, можно заметить, что в начальный момент уплотнения почвы скорость частицы в точке А равна скорости лемеха. Как только частица сместится от кромки лезвия (относительно точки А) вверх или вниз, она попадает на плоскость трения и скорость относительного движения резко снижается. На графиках снижение скорости отмечено отрезком АК. В дальнейшем наблюдается увеличение скорости (отрезок КМ), из-за воздействия других частиц, движущихся за данной частицей. Характер изменения скорости частицы на участке КМ зависит от траектории движения частицы, т.е. формы поверхности лезвия.

После уплотнения почвы в ней происходит образование трещины в тот момент, когда давление среды в области носка достигает максимального значения. При этом скорости частиц достигают определенных значений, которые можно вычислить из графиков (расстояние от оси х до точки М). На всех трех графиках значения этих скоростей разные. Это объясняется тем, что лемехи конфигураций «а» и «б» быстрее чем конфигурации «в» достигают максимального уплотнения среды. Значит, при одинаковой скорости поступательного движения лемеха, до момента полного уплотнения почвы частицам, движущимся по поверхности лезвия формы «в», необходимо проделать дополнительный путь трения.

При дальнейшем движении лемеха трещина распространяется до поверхности почвы, образуя плоскость сдвига, по которой происходит смещение отделенного пласта вверх. На этом участке (отрезок MN) скорость относительного движения частицы по поверхности снижается. Однако, из графиков следует, что такая закономерность характерна только для конфигураций «а» и «в», а на поверхности «б» стабилизированного профиля такого изменения не наблюдается, и наоборот, скорость частицы на участке MN возрастает. Объяснением этому служит то, что с началом смещения пласта вверх по плоскости сдвига происходит одновременный поворот пласта с увеличением зазора трещины у основания плоскости сдвига, т.е. на поверхности лезвия. Поэтому снижение скорости частицы на участке MN для конфигурации «б» не наблюдается. На рис. 4.10 представлены схемы, показывающие характер движения пласта по поверхности лезвия лемехов трех разных конфигураций. Одновременный поворот со смещением вверх происходит и у пласта почвы при движении по конфигурациям «а» и «в», но это происходит после предварительного смещения пласта вверх по плоскости сдвига (рис. 4.10, а,в). На рис. 7.10 показаны три конфигурации лемеха «а», «б» и «в» и обозначены участки трения частицы почвы с соответствующими перемещениями то 126. чек пласта на этих участках (І, II, III, IV). Линейные размеры участков трения соответствующие каждой из фаз деформации почвы можно определить из графиков скоростей перенося указанные на графиках размеры 1ТР на развертку конфигурации.

После прохождения частицы почвы плоскости передней (рабочей) грани лезвия от точки А до точки G, последующее движение происходит по верхней плоскости лемеха. Дальнейшее изменение скорости движения частиц почвы не рассматривалось. Поэтому графики на рис. 4.7-4.9 ограничиваются вертикальной линией, проходящей через точку G до графика поступательной скорости движения лемеха.

1. Метод голографической интерферометрии позволяет получать картину напряженно-деформированного состояния почвы, дает возможность определять динамику перемещения частиц, как по поверхности исследуемого лезвия лемеха, так и в точках среды.

2. Качественный анализ картин распределений интерференционных полос позволяет определить влияние формы рабочей поверхности лезвия на характер перемещения и деформации почвы.

3. Количественная оценка скорости движения частиц почвы в точках ра-бочей поверхности лезвия позволяет определять горизонтальную составляющую динамического давления и общее давление на рабочих поверхностях лезвия лемеха.

Похожие диссертации на Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы