Разработка схемы дискового почвообрабатывающего орудия, расчет основных параметров и анализ его работы. (вариант №1, №20) (стр. 2 из 3)
Диски плугов и лущильников имеют сплошное лезвие, диски борон изготовляют со сплошным и вырезным лезвием.
1.2 Агротехнические требования и условия применения
Обработку почвы следует выполнять в установленные сроки. Если обработка состоит из нескольких приемов, то желательно не разрывать их во времени.
Необходимо соблюдать заданную глубину обработки; отклонение не должно превышать ±(1...2) см.
Не допускаются огрехи или пропуски. Поскольку огрехи чаще всего появляются в результате небрежного вождения трактора, то о них судят по виду следов рабочих органов машин и орудий. Следы должны быть прямолинейными.
Концы участка обрабатывают так же аккуратно, как и основной участок, на котором не должна просматриваться пестрота в каком-либо показателе качества (например глыбистости, гребнистости поверхности, заделке сорной растительности и навоза). Чаще всего пестрота этих показателей — результат работы на разных скоростях, а также небрежного вождения агрегата и плохого состояния рабочих органов машин и орудий (тупые лезвия, ржавая рабочая поверхность).
При любой обработке желательно получить комочки почвы Размером 1...10 мм и нежелательно — частицы менее 0,25 мм. Эти показатели зависят от вида обработки и свойств почвы. Они труднодостижимы, но желательны.
Рабочие органы в конце обрабатываемого участка поля следует включать и выключать на одной линии; допускаемое отклонение — не более ±0,5 м.
К каждому виду обработки почвы предъявляются специфические требования. Не допускается, чтобы безотвальные орудия для рыхления подверженных ветровой эрозии почв уничтожили более 10 % стерни за один проход при мелком рыхлении и более 25 % — при глубоком и чтобы при этом почва разрушалась до частиц менее 1 мм.
В верхнем рыхлом слое почвы, подготовленной к посеву, не должно содержаться комков более 3 см, гребнистость поверхности пашни должна быть не более 3...4 см.
Оценивая качество работы почвообрабатывающих машин, учитывают соблюдение всех агротехнических требований, помня о том, что главное из них - борьба с сорняками.
Дисковые бороны и лущильники должны обрабатывать почву на глубину не менее 8 см. Отклонение средней глубины от заданной допускается ±3 см. В верхнем обработанном слое почвы не должно быть комков более 10 см по наибольшему размеру. Поверхность поля после прохода дисковой бороной должна быть слитной, а глубина развальных борозд и высота свальных гребней - не более глубины обработки. Сорные растения должны быть подрезаны не менее чем на 97 %.
Исходные данные.
Исходя из варианта №1, выбираем данные для расчета курсовой работы (из таблицы приложения 2).
Тип почвообрабатывающей машины: плуг
Коэффициент пропорциональности k = 3
Половинный угол при вершине сектора φ = 310
Угол заострения диска i = 210
Рабочая скорость 5 км/час
Угол атаки для построения профиля борозды α = 200
Интервал угла атаки α = 15-35(для построения зависимости высоты гребней и равномерности обработки почвы)
Глубина обработки почвы а = 20 см = 200мм.
Ширина захвата 2,5 м.
2.1 Анализ работы дискового орудия
Почвообрабатывающие диски лущильников, борон и плугов представляют собой часть сферы радиусом R, отсеченную плоскостью SS. Большое влияние на технологические показатели работы диска оказывают его параметры: диаметр D, угол заточки i, а также связанный с ним задний угол резания б (рис. 1).
Заточка режущей кромки определяется углом ψ=φ+i, находящимся между образующей конуса заточки и секущей плоскостью SS (здесь φ - половина центрального угла сферического сектора).
Рассчитываем диаметр диска исходя из заданной глубины обработки и коэффициента пропорциональности.
где к - коэффициент пропорциональности, заданный в приложении 2.
Большие значения коэффициента к принимают при обработке твердых почв при малых углах атаки и больших скоростях работы орудия.
Диаметр диска D = 600 мм.
Рассчитываем радиус сферы диска.
Диаметр диска и радиус сферы связаны соотношением
из этой формулы следует что: 
Вычисляем теоретическую высоту гребней cT, расстояния между гребнями s и степень неравномерности глубины обработки почвы, %. Данные расчетов заносим в таблицу.
По агротребованиям для дисковых плугов допускается
для лущильников 
для борон 
В нашем случае для плуга
a – глубина обработки из условия равна 220 мм.
Принимаем c = 80 мм.
Высота гребней с на дне борозды, образованной диском, зависит от диаметра диска D, угла атаки α и расстояния между дисками b. Из треугольника OEF (см. рис. 1)
Находим расстояние между дисками исходя из следующего условия:
Находим теоретическую высоту следующим образом:
Рассчитываем ст для различных диапазонов угла атаки (в соответствии с вариантом задания), в нашем случае:
α = 15 -25 (α = 15; 20; 25; 30; 35.)
Принимаем общее число дисков для 2,5 м ширины захвата. Число дисков 17.
Качество работы дисковых орудий оценивают по равномерности обработки почвы по глубине:
Рассчитываем значение ηт для каждого из значений ст.
Подсчитываем расстояние между вершинами гребней
Заносим все полученные данные в таблицу:
Основные параметры работы дисковых орудий
Таблица 1
| Показатель | Расчетное значение параметров |
| Угол атаки, град. | 20 |
| Диаметр диска, мм | 600 |
| Высота гребней, мм: | |
| теоретическая | 80 |
| действительная | 80 |
| Растояние между гребнями, мм | 139,15 |
| Равномерность обработки по глубине: | |
| теоретическая | 0,8 |
| действительная | 0,87 |
Строим профиль дна борозды дискового орудия. На листе формата А1 в правом верхнем углу в масштабе чертим окружность диаметром D =600мм. Ниже чертим еще одну окружность диаметром D = 600мм. Из центра второй окружности под углом α =200 проводим ось дисковой батареи. На этой оси строим горизонтальную проекцию дисковой батареи с расстояниями b = 148,47 мм между дисками и радиусом их кривизны R = 582,48 мм. Диаметр одного из дисков на горизонтальной проекции делим на 12 равных частей (минимум 8) и обозначаем их цифрами (от центра соответственно вверх и вниз) 0,1,2,... и 0,1',2' и т. д. Через полученные точки проводим линии, параллельные оси батареи, до пересечения с окружностью и построить хорды 1-1', 2-2' и т. д.
На верхней окружности чертим хорды 1-1', 2-2',..., параллельные горизонтали (линии почвы). Пересечение продолжений хорд с одноименными вертикальными линиями, проведенными из точек 1, 1', 2, 2' и т. д. диаметра диска, образуют профиль борозды. Аналогично строим профиль борозды для других дисков.
Отмечаем на профиле борозды глубину обработки а, обозначаем расстояние между гребнями s и замеряем высоту гребней сд = 80мм. Последнее значение заносим в таблицу 1. Замеряем диаметр диска на уровне поверхности поля Da= 565,69мм.
Находим площади F, F1 и f1 с помощью САПР (Компас-3D), и рассчитываем действительную равномерность обработки почвы по глубине дисковыми орудиями:
| F = | 27903,23 | мм2 |
| F1 = | 24407,91 | мм2 |
| f1 = | 3491,611 | мм2 |
По результатам расчетов строим график зависимости высоты гребней и равномерности обработки почвы по глубине дисковыми орудиями от угла атаки (угол атаки берем из задания). На графике откладываем допустимое по агротребованиям значение высоты гребней, и определяем допустимое значение угла атаки. На листе формата А1 (на котором выстроен профиль дна борозды) в масштабе строим указанную зависимость.