Вспашка - 1

1. Муфтеев Р.С. О тяговом сопротивлении навесного и прицепного плугов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1966. № 1.

    Тяговое сопротивление навесных плугов больше, чем у таких же прицепных, так как у прицепного плуга вертикальное давление, создающее вредное трение, компенсируется тремя колёсами, а у навесного - только одним. Поэтому у заграничных навесных плугов ставится по 2-3 колеса.

2. Вопросы сельскохозяйственной механики / ЦНИИМЭСХ: Том 15. Минск, 1965. С. 56.

    Факторы, влияющие на тяговое усилие плуга: форма плуга (геометрические параметры); высота подъёма пласта и величина сдвига его в сторону; скорость взаимодействия с почвой; глубина обработки; физико-механические свойства почвы (сопротивление сдвигу, сжатию и растяжению, внутренние и внешние коэффициенты трения и др.). Составляющие тягового усилия плуга: усилие на трение о почву и в подшипниках; усилие на подрезание и оборачивание пласта; усилие на повышение скорости перемещения пласта.

3. Щучкин Н.В. Физико-механические свойства почвы и сила тяги плугов // Почвообрабатывающие машины: Сборник научно-исследовательских работ / ВИСХОМ. 1940. Вып. 3.

    Твёрдость почвы - универсальный показатель, который характеризует затраты на полезную работу плуга; а коэффициент трения характеризует затраты на вредную работу. Твердость почвы и удельное сопротивление вспашке возрастают при увеличении содержания илистых фракций в почве (частиц менее 0,005 мм). Формула В.П. Горячкина правильно расчленяет тяговое усилие плуга на 3 части: трение плуга в борозде; затраты на отрезание и деформацию пласта; создание живой силы массы пласта при его движении по отвалу и отбрасывании в борозду (живая сила - половина произведения массы на квадрат скорости; кинетическая энергия тела). Все три члена формулы В.П. Горячкина зависят от скорости, степень которой нужно находить опытным путём. Так же считал и И.Ф. Василенко (1930).

4. Бахтин П.У. Удельное сопротивление серых лесных почв при пахоте в совхозе "Пахомово" Тульской области // Почвоведение. 1961. № 4.

    Наилучшее качество пашни и наименьшие затраты энергии наблюдаются при влажности на 2-3 % меньше, чем влажность начального прилипания почвы к орудиям обработки [60-70 % от полевой влагоёмкости). При увеличении глубины вспашки тяговое сопротивление увеличивается, а удельное сопротивление - уменьшается.

5. Некрасов П.А. Влияние физико-механических свойств почвы и глубины пахоты на удельное сопротивление плуга // Научный отчёт / ВИМЭ за 1942 г. М.: ОГИЗсельхозгиз, 1945.

     Механический состав почвы связан с сопротивлением её вспашке только качественно, то есть это лишь одна из составляющих. Влияние влажности носит сложный характер.

6. Горячкин В.П. Собрание соч.: Том 2. М., 1965.

    Удельное сопротивление   k = P / a b ,  где  Р - тяговое сопротивление плуга;  а - глубина вспашки;  b - ширина захвата плуга. Если числитель и знаменатель умножить на скорость  V , то в числителе - мощность, а в знаменателе - объем почвы, проходящий через плуг в единицу времени. Тогда  k - общая затрата мощности на единицу объема почвы, то есть величина  k  приобретает физический смысл.

7. Киртбая Ю.К. Основы теории использования машин в сельском хозяйстве. Киев: Машгиз, 1957.

    Тяговое сопротивление почвообрабатывающих машин включает: сопротивление перекатыванию; сопротивления трения почвы о поверхности лемехов, отвалов, лап и стоек; сопротивление деформации почвы, пропорциональное площади поперечного сечения обрабатываемой зоны; сопротивление, затрачиваемое на сообщение живой силы [кинетической энергии] частицам почвы, отбрасываемым рабочими органами орудий, пропорциональное площади поперечного сечения пласта и квадрату скорости. Приводит своё уравнение тягового сопротивления, где вместо первого члена формулы В.П. Горячкина даёт выражение, пропорциональное квадрату скорости. Зависимость удельного сопротивления от влажности почвы в виде уравнения третьей степени.

8. Фаршатов Ш.М. Влияние влажности почвы на её удельное сопротивление / Ш.М. Фаршатов, Ю.Г. Байрамгулов // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1967. № 3.

    В результате опытов получили зависимость удельного сопротивления от влажности в виде кубической формулы и от липкости почвы - в виде линейного уравнения в первой степени.

9. Огрызков Е.П. Изменение твердости суглинистых чернозёмных почв в зависимости от их влажности / Е.П. Огрызков, А.В. Чусов // Там же.

    По опытным данным   Т = (460 / W) - 10,1 .

10. Панов И.М. Теория пахотных орудий В.П. Горячкина и современные проблемы механизации обработки почвы // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1968. № 1.

    В.П. Горячкин указывал на необходимость всестороннего изучения физико-механических свойств почвы для получения функциональной зависимости этих свойств, сопротивления почвообрабатывающих машин и технологических показателей их работы. Назрел вопрос о классификации почв по удельному сопротивлению при пахоте, засорённости камнями, липкости и абразивным свойствам.

11. Соловейчик А.Г. Обоснование типов пахотных агрегатов с тракторами классов 3 и 4 т // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1968. № 3.

Первый член формулы В.П. Горячкина заменили двумя, зависящими от коэффициента трения скольжения почвы по металлу и от коэффициента перекатывания колёс.

12. Бахтин П.У. Исследование физико-механических и технологических свойств основных типов почв СССР: Труды / ВАСХНИЛ. М.: Колос, 1969.

    Обширный обзор формул силы тяги плуга.

В.П. Горячкин (1923):   P = f G + k a b + e a b V² ,   k_o = P / a b ,   k_п = (P – f G) / a b . 

P - сила тяги плуга; f - коэффициент трения почвы по стали;  G - вес плуга;  а - глубина вспашки;  b - ширина захвата плуга;  V - скорость вспашки;  k  и  е - коэффициенты;  Ко - полное удельное сопротивление плуга; Кп - полезное удельное сопротивление плуга.

И.Ф. Василенко (1930): третий член формулы В.П. Горячкина   P₃ = A V^h a b ,

где  А  - коэффициент формы рабочей поверхности корпуса плуга.

Н.В. Щучкин (1940):   P = f G + m Pср a b ,  где  m - коэффициент;  Рср - средняя твёрдость почвы.

Г.И. Покровский (1935):  расчёт удельного сопротивления по компрессионной зависимости, коэффициенту внутреннего трения и коэффициенту сдвига почвы.

Н.А. Качинский (1937):    Р = Р1 + Rx (a - b) ,  где  Р1 - удельное сопротивление при твердости  а;  b - изменяющаяся твердость; Rx - коэффициент регрессии.

В.С. Волкановский (1937):  определение удельного сопротивления по твердости почвы в горизонтальном направлении. Б.С. Нестерводский (1937): эмпирическая формула удельного сопротивления в зависимости от глубины вспашки, объёмного веса почвы, влажности почвы.

А.П. Оганесян (1962):  разработал специальный твердомер и вывел формулу удельного сопротивления в зависимости от показаний этого твердомера.

Г.Н. Синеоков (1949):  Ry = 1/3 Rx ;   Rz = 0,25 Rx ;   P = m (G + Rz) + f Ry + Rx  ,  где m - коэффициент перекатывания колёс;  f - коэффициент трения стали о почву.

П.У. Бахтин (1954, 1969):   P = а + в W + с W²  , 

где  W - влажность почвы.

Ю.К. Киртбая (1957):  k = d - c W + b W - a W ,  где  W - влажность почвы;  а, b, с  и  d - коэффициенты.

В.В. Кацыгин: P = f G + k a b + e a b V² [1 + (2e/p) (V/2u)² ,

где u - скорость распространения напряжений в почве;  р - плотность почвы до деформации.

13. Акчурин А.Г. Многофакторный анализ сопротивления двухъярусного рыхлителя // Механизация и  электрификация социалистического сельского хозяйства. 1974. № 2.

    Изучал влияние на силу тяги сопротивления рыхлителя на холостом ходу, сопротивления рабочих органов первого яруса, глубины рыхления и высоты неровностей профиля поля. Уравнение регрессии определял при нескольких скоростях движения орудия. Степень влияния каждого фактора на силу тяги определяется по формуле:  (b_i x_i ) / (сумма b_i x_i)  ,

где  b_i  - соответствующий коэффициент регрессии;  x_i - разность уровней соответствующего фактора.

14. Мильцев А.И. Тяговое сопротивление и к.п.д. плуга // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1974. № 4.

    При вспашке энергия расходуется как на полезную работу (сжатие, крошение, оборот и перемещение пласта, так и на преодоление вредных сил сопротивления, обусловленных трением рабочих органов о почву, сцеплением её частиц, липкостью почвы и др., причём вредное сопротивление может доходить до половины всего сопротивления вспашке. Попытки снизить вредные сопротивления ничего не дали, кроме облицовки пластиком отвала (снижение сопротивления до 20 %). Считает, что формула В.П. Горячкина не учитывает трение полевых  досок о стенку борозды, вертикальную составляющую сопротивления почвы и влияние затупления лемехов. Более верной считает формулу Г.Н. Синеокова (см. п. 12). Установлено, что с увеличением коэффициента трения стали о почву тяговое сопротивление при вспашке увеличивается прямо пропорционально.

15. Мухин А.А. Влияние скорости движения на удельное сопротивление сельскохозяйсмтвенных машин-орудий / А.А. Мухин и др. // Сборник научных трудов / МИИСП. 1972. Том 9, вып. 1, часть 1.

    Зависимость удельного сопротивления от влажности - в виде квадратного трехчлена, от скорости - в виде квадратного двучлена.

16. Wang I. Predicting moldboard plow draft in different proctssed soils | I. Wang u.a. // Trans. ASAE. 1973. 16. № 5.

    Использование методов теории подобия и модельных испытаний для прогнозирования тягового сопротивления плугов на почвах с различными свойствами. При этом необходимо учитывать свойства почвы. Силовые характеристики орудий и свойства почвы в целом имеют определённые связи, которые могут быть выявлены анализом корреляции между безразмерными критериями или параметрами, полученными с помощью методов теории подобия. Опытами установлено, что тяговое сопротивление можно предсказать с точностью до 10 %. Однако при переходе на другую почву с другими свойствами возникают трудности. Полученные уравнения в этом случае могут быть использованы лишь при условии равенства углов внутреннего трения почв.

17. Шаров Н.М. Исследование эксплуатационных характеристик пахотного агрегата / Н.М. Шаров и др. // Сборник научных трудов / МИИСП. 1973. Том 10, вып. 1, часть 1.

    Предложено перевести составляющие формулы тягового сопротивления плуга в безразмерную форму, что позволит применить линейное уравнение. В этом же сборнике есть и другие статьи авторов на ту же тему.

18. Шподаренко И.П. Балластирование колесного трактора на пахоте / И.П. Шподаренко и др. // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1975. № 11.

    Формула тягового сопротивления плуга, в которой ширина захвата плуга, глубина вспашки и удельное сопротивление при скорости 4 км/ч вынесены за скобки, а в скобках - квадратный трехчлен от скорости с коэффициентами.

19. Степанянц  Э.Н. Определение оптимальных параметров пахотных агрегатов методом математического моделирования // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1975. № 4.

    Предложена формула тягового сопротивления плуга на 1 м ширины захвата, отличающаяся от формулы В.П. Горячкина тем, что степень скорости не 2, а неопределённая.

20. Кирюхин В.Г. Изыскание рабочих органов плугов для работы на повышенных скоростях / В.Г. Кирюхин и др. // Перспективы развития почвообрабатывающих машин и орудий / ВИСХОМ. М., 1975.

    Предлагает формулу тягового сопротивления плуга, по форме напоминающую рациональную формулу В.П. Горячкина, с включением дополнительно показателей объемного веса почвы, направлением движения пласта по отвалу, геометрии отвала, угла и коэффициента трения почвы по почве.

21. Лурье А.Б. Регрессионные модели рабочих процессов машин // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1976. № 4. С. 52.

    Обобщёнными параметрами состояния почвы могут служить её плотность и влажность. Эти параметры не могут быть информационными, так как их изменение невозможно регистрировать в процессе работы машины. Практически можно получить информацию об изменении некоторого обобщённого показателя - твёрдости почвы. Изучал модель почвы, где входными параметрами были плотность и влажность почвы, а выходным - твёрдость почвы. Степень идентичности модели оказалась невысокой.

22. Кушнарёв А.С. К построению теории взаимодействия почвообрабатывающих органов с почвой // Научные труды / УСХА. 1975. Вып. 162. С. 99-110.

    В расчётных схемах взаимодействия рабочего органа с почвой следует учитывать объемный вес почвы, удельное сопротивление; коэффициенты трения; плотность; сцепление почвы; прилипание.

23. Синеоков Г.Н. Теория и расчёт почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение, 1977.

    Спелость почвы - при 50-70 % её относительной влажности. На удельное сопротивление влияют глубина вспашки, механический состав почвы, её плотность, влажность и задернелость. Глубина вспашки влияет лишь при углублении пахотного слоя. Изменение влажности почвы вызывает изменение удельного сопротивления у суглинистых и глинистых почв на 20-60 %. Плотность и задернелость почвы может изменять удельное сопротивление в 2 раза. Влияет также предшествующая культура и способ её уборки. Необходима классификация почв по трудности вспашки в зависимости от факторов. Увеличение скорости вспашки улучшает качество обработки почвы лишь до известного предела, а затем качество вспашки снижается. Формула В.П. Горячкина не учитывает трение полевых досок о стенку борозды, вертикальную составляющую сопротивления почвы и затупление лемехов. Предложена упрощённая (без скоростного члена) с расширенными остальными членами формула силы тяги.

24. Иващенко М.И. Расчёт тягового сопротивления плугов при обработке почв // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1977. № 9. С. 40-41.

    По коэффициентам формулы В.П. Горячкина невозможно перейти к определению силы тяги на другой почве. Автор предлагает такой переход с учётом энергии образования глыб заданной толщины и объемной массы почв.

25. Бартенев И.М. Вспашка сухих твёрдых почв // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1978. № 2. С. 7-9.

    Почва находится в состоянии физической спелости при 40-50 % от полной влагоёмкости. В этом случае под действием корпуса плуга и потенциальной энергии расширяющихся (сжатых в первой фазе деформации) воздуха и газов обеспечивается  высококачественное крошение почвы при минимальном распылении. При недостатке воды в почве защемления и сжатия газов не происходит, поэтому сопротивление их сжатию оказывается намного больше, чем при физической спелости. Давление рабочих поверхностей плуга на пласт передаётся от комка к комку почвы в точках соприкосновения; внутри каждого комка возникает внутренняя энергия, противодействующая сжатию. При превышении предела прочности комков почвы они раздавливаются на крупные отдельности и пыль . Приравнивая работу на разрушение почвенной глыбы, учитывающую её прочность, к работе плуга при вспашке по формуле В.П. Горячкина, можно определить  оптимальную скорость вспашки.

26. Милютин В.А. Влияние твёрдости почвы и скорости движения на тяговое сопротивление рабочих органов // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1978. № 2. С. 39.

    Предложено измерять твёрдость почвы горизонтальным твёрдомером, тогда зависимость удельного сопротивления с твёрдостью почвы имеет линейный характер. Предложен новый показатель удельного сопротивления при вспашке как отношение удельного сопротивления плуга к твёрдости почвы, который, как считает автор, точнее характеризует удельное сопротивление рабочих органов.

27. Баширов Р.М. Исследование сопротивления плугов методом планирования экспериментов / Р.М. Баширов и др. // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1979. № 3. С. 9-11.

    По опытным данным, удельное сопротивление плуга прямо пропорционально объёмной массе почвы. При планировании эксперимента за функцию было принято отношение удельного сопротивления к объемной массе почвы, а за изменяемые факторы - скорость вспашки, влажность почвы и механический состав почвы. Анализ полученного уравнения регрессии показывает, что зависимость от скорости обычная, а минимум удельного сопротивления по влажности почвы смещается при возрастании скорости в сторону увеличения влажности. Зависимость от механического состава почвы - прямая. При повышении влажности почвы она уменьшается.

28. Агафонов К.П. Рабочая скорость и энергетика МТА // Тракторы и сельсхозмашины. 1979. № 5.   С. 12-15.

    В.П. Горячкин вывел свою рациональную формулу из положений теоретической механики неверно, так как эти положения не учитывают действие сил трения. По данным последних 20 лет исследований более справедлива формула     R = k₀ + k₁ V + k₂ V² .

Так как первые два её члена являются преобладающими, то третий на практике можно исключить.

29. Флайшер Н.М. К теории тягового сопротивления плуга // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства // там же. С. 46-50.

    Рациональная формула В.Горячкина в литературе не обоснована из аксиом механики и предположений о телах, которые она описывает. [Автор, сделав множество предположений, фактически вывел то же уравнение, причём выводы до конца не довёл, а физический смысл формул В.П. Горячкина не прояснил]. 

30. Баширов Р.М. Нормирование пахотных работ / Р.М. Баширов и др. // Техника в сельском хозяйстве. 1979. № 10. С. 53-55.

     Изучали удельное сопротивление плуга методом математического планирования эксперимента. Факторы: скорость, агрофон, влажность, механический состав и объемная масса почвы. Содержание и выводы - см. п. 27.

На страницу 2