Средние удельные давления почвы при различных режимах пахоты приведены в табл. 1.

Между удельным давлением и величиной износа в отдельных точках лемеха и отвала отсутствует прямая пропорциональность.

Например, в носовой части давление в 1,5, а износы в 4–5 раз больше, чем на пятке. На отвале разница заметна еще больше. Объясняется это тем, что в точках максимального давления и сравнительно небольшого износа скорость скольжения почвы невелика. Здесь происходит деформационное скольжение, при котором скорость относительного перемещения частиц почвы гораздо меньше, чем при кинематическом.

Рис. 2. Места замера давлений на лемехе

В качестве датчиков нормального давления применяли специальные месдозы, на внутреннюю поверхность которых наклеивали тензодатчики. Для регистрации результатов измерений использовали многоканальный шлейфный осциллограф с усилителем.

Удельные давления почвы на поверхности плуга при пахоте измеряли на лемехе, отвале и полевой доске. Месдозы на этих деталях монтировали в специально просверленных гнездах и тщательно подгоняли заподлицо с рабочей поверхностью.

На лемехе удельное давление измеряли в 13 точках. Гнезда располагались рядами, совпадающими с направлением движения контактируемых с лемехом абразивных частиц почвы. Расстояние между центрами гнезд под месдозы по направлению движения абразивных частиц 40, а между рядами 135 мм (рис. 2).

На отвале давление измеряли в 13 точках. Расстояние между центрами гнезд составляло но вертикали 90 и по горизонтали 140 мм (рис. 3).

На полевой доске давление измеряли в четырех точках. Расстояние от пятки до центра гнезда 1 составляло 15, между центрами гнезд 1,2 и 3 – 60 мм и между гнездами 3 и 4–115 мм (рис. 4).

I I

Рис. 3. Места замера давлений на отвале

Данные измерения средних давлений почвы на лемех в зависимости от скорости движения приведены в табл. 2.

Наибольшее давление испытывает зона лемеха в точках /, 2, 3 и 4 (см. рис. 2). В средней части лемеха (точки 5–10) и на пятке (точки 11–13) давление заметно падает. Так, при пахоте песчаной задернелой почвы на глубину 18–20 см и скорости движения в зоне носка 1,39 км/ч давление в средней части и на пятке соответственно равно 0,29 и 0,23 кГ/см1, т.е. в зоне носка оно больше, чем в средней части, в 4,75 раза и в 6 раз больше, чем на пятке.

Такая же картина наблюдается при работе на супесях. На среднем суглинке разница между давлением на носке по сравнению с центральной частью и пяткой уменьшается. Такое изменение среднего удельного давления почвы на рабочей поверхности лемеха объясняется усиленным деформированием грунта у носка лемеха, который испытывает большие давления, связанные с уплотнением, скалыванием и отрывом пласта. Средняя часть и тем более пятка, лемеха находятся у открытой стенки борозды, где усилие деформации почвы значительно меньше, чем у носка лемеха.

Изменение режима пахоты приводит к изменению среднего удельного давления почвы на лемех. Например, с увеличением скорости движения плуга от 0,46 до 3,2 м/сек, т.е. в 6,95 раза, на песчаной почве на глубине пахоты 18–20 см среднее удельное давление возрастает в носовой части в 1,49, в средней части и на носке в 1,3 раза.

С увеличением скорости движения среднее удельное давление в отдельных точках растет не пропорционально скорости. Более интенсивный рост давлений наблюдается у носовой части лемеха, в средней части и в некоторых точках пятки – незначительное увеличение и даже уменьшение удельного давления.

Максимальные давления в отдельных точках лемеха достигают величин, превышающих средние удельные давления в 5–6 раз. Например, в точке 2 (рис. 2) среднее удельное давление на песчаной почве при глубине пахоты 18–20 см и скорости движения 1,58 м/сек составляет 1,51, а максимальное – 1,84 кГ/см2. Увеличение скорости движения приводит к росту пиковых давлений.

Поскольку давление на пятке и в средней части лемеха почти одинаково, рабочую поверхность лемеха в зависимости от величины действующего на нее удельного давления можно разделить на две части: носовую, среднюю и пятку.

Наибольшее давление приходится на точки, расположенные на груди и у левого обреза крыла, наименьшее – на крыле отвала и у верхней его части. Если рассматривать распределение среднего удельного давления по горизонтальным сечениям, наибольшему давлению подвергаются точки отвала, расположенные в сечениях /–/ и // – // , и наименьшему – в сечении IV–IV (см. рис. 3). Если условно принять среднее удельное давление по всему сечению /–/ для песчаных почв при скорости 0,46 м/сек и глубине пахоты 18–20 см за единицу, то в сечении // – // и III– /// оно будет примерно в 2, а в сечении IV–IV в 3 раза меньше. чем в сечении /–/.

Средние удельные давления по вертикальным сечениям по мере удаления от груди к крылу отвала уменьшаются. С.ростом скорости движения плуга неравномерность в распределении удельного давления по поверхности отвала увеличивается. Давление возрастает на груди отвала и уменьшается на его крыле, а в остальных местах перераспределяется.

Увеличение среднего удельного давления с повышением скорости движения объясняется ростом силы динамического давления пласта на грудь отвала. Почвенный пласт при больших скоростях движения, попадая на грудь отвала, отбрасывается в сторону, не достигая его крыла. Поэтому на груди отвала давление увеличивается с повышением скорости, а на крыле – уменьшается.

Наибольшее давление во всех случаях отмечено в точке I (рис. 4), наименьшее-в точке 4. С увеличением скорости движения давление возрастает. Например, для песчаной почвы при глубине пахоты 18–20 см с увеличением скорости примерно в 7 раз в точке I давление возросло в 1,3, в точке 2-в 2,1 и в точке 3- в 1,7 раза. В точке 4 давление не было зафиксировано.

4. Влияние скорости на износ деталей

Износ деталей почвообрабатывающих машин определялся в полевых условиях весовым и линейным методами проф. Северневым М.М. Взвешивание проводилось до и после испытания с точностью до 0,5 г. Линейный износ по толщине определялся на лемехе в 13 точках, отвале в 17 и на полевой доске в 4 точках с помощью специально изготовленных шаблонов и микрометрической скобы.

Перед началом опыта детали тщательно очищали от загрязнений и коррозии, промывали в ацетоне, просушивали и после этого взвешивали.

Скорости движения изменялись от 1,25 до 3,33 м/сек.

Аналитически износ лемеха в зависимости от скорости движения можно выразить уравнением:

G=Av3

где A и v – : постоянные коэффициенты, зависящие от физико-механических свойств почвы.

Для песчаной почвы, тяжелой супеси и легкого суглинка коэффициент А равен соответственно 51,4; 34,1 и 26,2, а а – 0,54; 0,61 и 0,64.

Средние значения износа лемехов по толщине на песчаной почве в зависимости от скорости движения опрделял проф. Севернев.М.М., им было замечено что наибольшему износу подвержена носовая часть лемеха, более чувствительная к изменению режима вспашки.