Методика расчета тягового сопротивления плоского диска лущильника

Лущильники с плоскими дисками широко применяются в районах, подверженных действию ветровой эрозии почв для закрытия влаги на стерневых полях. Плоские диски не оборачивают снимаемые ими пласты, а лишь рыхлят их, сдвигая в сторону. Предпочтительнее использовать такие лущильники при предпосевной обработке почвы и на парах, поскольку в этом случае происходит меньшее распыление почвы и ее нижние (влажные) слои не выносятся на поверхность. Поэтому многие промышленно выпускаемые лущильники укомплектовываются плоскими дисками, и задача построения математической модели взаимодействия таких дисков с почвой является актуальной. Было предложено много математических моделей взаимодействия диска с почвой, учитывающих распределение сил реакций почвы на диск, но все эти модели были построены в предположении, что диск движется в своей плоскости. Поэтому они не применимы к диску лущильника, движущемуся с ненулевым углом атаки в почве. Цель данной работы - построение математической модели, позволяющей рассчитывать тяговое сопротивление диска, движущегося с заданным углом атаки. Основные предположения, принятые при построении этой модели: скорость поступательного движения диска и его заглубление постоянны; трением в подшипнике диска можно пренебречь; давление почвы на боковую поверхность диска и усилие реакций почвы, приходящееся на единицу длины его лезвия, можно заменить их средними значениями. Получено явное выражение для тягового сопротивления диска лущильника, движущегося с углом атаки, в зависимости от его относительного заглубления, угла атаки и эмпирических коэффициентов. Адекватность построенной математической модели подтверждена сравнением с известными экспериментальными данными. Она позволяет значительно сократить число натурных экспериментов по изучению взаимодействия плоских дисков лущильника с почвой, заменяя их вычислительными, обоснованно проводить силовые и прочностные расчеты таких дисков. Кроме того, ее можно использовать для оптимизации параметров плоских дисков лущильника.

плоский диск, почва, взаимодействие, математическая модель, лущильник, тяговое сопротивление