При вспашке хлопковых полей работа пахотного агрегата происходит в условиях явно выраженного неровного рельефа поля, на поверхности которого имеются искусственно созданные поливные борозды и рядки с определенной шириной междурядий. В практике хлопководства в целях обеспечения поливного уклона полей пахотные агрегаты движутся вдоль поливных борозд. Однако при таком движении опорные колеса плуга занимают различные положения относительно поверхности гребня рядков [1].
Для установления влияния рельефа хлопкового поля на работу плугов сделаем следующие допущения:
- Почва под воздействием опорных колес не деформируется.
- Неровности поперечного профиля между междурядьями одинаковые на всем поле.
- Неровности хлопкового поля в координатной плоскости описываются синусоидой в виде [2]
, (1)
где h–высота неровностей хлопкового поля, см; А — коэффициент, определяющий период синусоиды; е — смещение фаз синусоиды, см.
Период синусоиды зависит от ширины междурядья, т. е. А = 2 π/Вм.
При вспашке плуг на заданную глубину пахоты устанавливают с учетом неровности рельефа поля.
Между заданной глубиной обработки а3 и неровностью хлопкового поля существует следующая зависимость
,
где а — расстояние от дна поливной борозды до дна борозды пахотного слоя;
а3в и ан — заданные глубины обработки верхним и нижним корпусами.
Фактическая глубина обработки аф ярусным плугом будет изменяться в зависимости от места расположения опорного колеса (рис.1, а). При качении колеса выше оси х глубина обработки уменьшается (рис. 1, б), а ниже оси х — увеличивается (рис. 1, а). При этом изменяется глубина обработки верхним корпусом, а глубина обработки нижним корпусом остается постоянной.
Из рис. 1, а, б имеем аф = ан + афв
Фактическая глубина обработки верхним корпусом
афв = азв ± zок (2)
где zок — высота расположения точки касания с почвой опорного колеса относительно абсциссы ОХ.
Тогда аф = ан + азв ± zок (3)
Значение zок колеса в каждом проходе изменяется в зависимости от ширины междурядья, ширины захвата и количества корпусов плуга, а также неровности рельефа.
Для установления закономерности изменения zок от указанных параметров, навесной плуг располагают в междурядье так, чтобы конец лемеха последнего корпуса и середина откоса гребня лежали в одной вертикальной плоскости. При этом за начало координатных осей выберем точку О середины откоса (рис. 2).
Из рис. 2 определим координаты точки к опорного колеса для первого прохода плуга
Хок = пВк + т = Впл + т,
где т — расстояние между колесом и полевым образом последнего корпуса.
Для последующих проходов плуга имеем
Хкi = кi nBк + т = кi Bпл + т,
,
где кi — число проходов плуга.
Подставив zki в (3), имеем
. (4)
Известно, что качество двухъярусной вспашки в основном зависит от соотношения глубины обработки нижнего и верхнего ярусов, т. е. i = ан / ав.
При обработке полей с неровным рельефом i=aH / aфв.
Результаты расчетов на ЭВМ для 10-ти проходов плуга показывают, что при обработке полей из-под хлопчатника с неровным рельефом глубина обработки изменяется в больших пределах, а дно борозды получается ступенчатым. При этом неравномерность глубины обработки значительно превышает допустимую величину. На полях с междурядьем Вм = 90 см при h = 18 см неравномерность глубины обработки составляет ± 8,8 см, а на полях Вм = 60 см при h = 12 см — ± 5,35 см.
Рис. 1. Влияние места расположения опорного колеса в междурядье на глубину обработки почвы плугом
При установленном i = 2, его значение изменяется при обработке полей с Вм = 90 см от 1,06 до 8,33, а при Вм = 60 см от 1,49 до 4,21. Величина i при установленном значении, равном 1, варьирует в пределах от 0,82 до 1,53 при Вм = 60 см, а при Вм = 90 см от 0,63 до 2,42. Все это приводит к нарушению технологии двухъярусной вспашки, неравномерной укладки пластов, ухудшению заделки растительных остатков и других агротехнических показателей плуга. При этом изменяется форма и площадь поперечного сечения пласта, приходящаяся на корпус и плуг при каждом проходе. В результате изменяется величина и точки приложения равнодействующей сил сопротивления почвы на плуг.
Рис. 2. Схема к определению фактической глубины пахоты двухъярусным плугом
Наилучшей схемой расстановки верхних и нижних корпусов двухъярусных плугов по глубине вспашки являются: 20: 10 (i = 2) и 15: 15 (i = 1) при вспашке на глубину а = 30 см и 20: 20 (i = 1) при а = 40 см.
Анализ полученных данных показывает, что при несоответствии ширины захвата корпусов и ширины захвата плуга ширине междурядья резко ухудшается равномерность глубины пахоты. При этом глубина пахоты изменяется на каждом проходе плуга. Соответственно дно борозды получается ступенчатым. Неравномерность глубины пахоты приводит к нарушению технологии двухъярусной вспашки. Отношение глубины обработки нижним корпусом и глубины обработки верхним корпусом варьирует в больших пределах. Площадь поперечного сечения пласта, приходящаяся на верхние и нижние корпуса, также переменна.
Таким образом, двухъярусные плуги, применяемые в зоне хлопководства, не полностью отвечают агротехническим требованиям, в первую очередь, из-за неприспособленности их к явно выраженному микрорельефу хлопкового поля. С агротехнической и энергетической точек зрения корпуса двухъярусного плуга целесообразно выполнить с шириной захвата, равной половине ширине междурядий, число корпусов должно быт четным. Это позволит за каждый проход агрегата обрабатывать определенное число междурядий, обеспечит постоянство места размещения опорного колеса в междурядье, значительно выравнивает загруженность отдельных корпусов плуга.
Литература:
- Исаев К. Исследование работы навесного плуга в условиях орошаемого земледелия: Автореф.дисс. … канд.техн.наук.-Ташкент, 1979. -27 с.
- Маматов Ф. М. Механико-технологическое обоснование технических средств для основной обработки почвы в зонах хлопкосеяния: Автореф.дисс. … докт.техн.наук. –М. 1992. -42 с.
