Введение.Обоснование и аналитический вывод уравнений по определению основных параметров (в т.ч. формы), ротационных (дисковых, шнековых, геликоидального типа и др.) рабочих органов почвообрабатывающих орудий были предметом исследований ряда авторов [1, 3, 4, 6, 7, 8, 12 и др.]. Полученные ими теоретические зависимости характеризуют кинематику процесса взаимодействия рабочих органов с почвой и могут служить предпосылкой для определения рациональных значений основных параметров спирально-пластинчатых рабочих органов. Однако некоторые из них громоздки и неудобны для практического использования.
Кроме того, это связано и с тем, что ротационные рабочие органы пассивного привода (реактивные - привод от почвы) для крошения почвы и сопутствующих операций, нуждаются в дополнительных теоретических и экспериментальных исследованиях.
Условия и методы исследования. В связи с этим рассмотрим исследуемый нами зубчатый спирально-пластинчатый рабочий орган, имеющий рифлёную (волнистую) рабочую поверхность в виде поверхности турбодисков. Следует указать, что форма его рабочей поверхности и зубчатой режущей кромки нами были обоснованы в следующих работах [9, 10].
Одним из основных конструктивных параметров ротационных спирально-пластинчатых рабочих органов является их диаметр (D), а также шаг винта (t), ширина рабочего элемента (H), параметры рабочей поверхности и зубчатой режущей кромки: количество зубьев (Z3) на поперечном сечении рабочего элемента, длина (ℓ3) и ширина (В3) у вершины зуба, расстояние между соседними зубьями – шаг зуба (S3), высота (глубина) вырезов (С') рабочего элемента.
Исходными данными для определения вышеуказанных параметров являются: 1) глубина обработки почвы – а;2) угол подъёма винтовой линии (поверхности) – φ; 3) угол трения почвы по стали – φ1; 4) угол внутреннего трения почвы – φ0; 5) начальный радиус-вектор – ρ0; 6) текущий радиус-вектор ρi; 7) текущий полярный угол, определяющий логарифмический участок профиля передней режущей кромки зуба – θi.
Анализ и обсуждение результатов исследования. Как известно, основным показателем, характеризующим энергоёмкость процесса взаимодействия рабочего органа с почвой является соотношение его геометрических параметров с физико-механическими свойствами последней. Так, анализ подобных аналитических уравнений для определения основных параметров ротационных рабочих органов также позволяет установить, что на величину их диаметра существенное влияние оказывают глубина обработки (его хода или погружения) почвы и значение угла трения почвы (растительных остатков) по лезвию и рабочей поверхности, тогда как влияние их толщины весьма несущественное. При этом диаметр рабочего органа (элементов) по условию обеспечения заданной глубины обработки почвы определяется исходя из основных параметров, характеризующих движение почвы по поверхности рабочего органа. Так же от величины диаметра рабочего органа зависит и защемление растительных остатков при работе на засорённых участках.
