RESEARCH OF THE OPERATING MODES OF DISC WORKING TOOLS
Authors: Галеев С.Х. , Муртазин Р.Ш. 
Published: July 2024

В статье рассмотрены схемы установки дисковых рабочих органов, выполнен анализ взаимодействия дисков с обрабатываемым почвенным слоем и проведено исследование режимов их функционирования. Работа дисковых рабочих органов обусловлена тем, что, кроме движения с почвообрабатывающей машиной, имеет место вращение диска вокруг своей оси. Наибольшее влияние на степень самовращения диска при его работе оказывает угол атаки, которым принято считать угол, образованный между вектором направления движения машины и плоскостью режущей кромки. Преимущество дисковых рабочих органов заключается в том, что при их работе происходит постоянная смена контакта рабочей кромки с обрабатываемым почвенным слоем. Вследствие вышеуказанного обстоятельства происходят уменьшение износа рабочей кромки и повышение долговечности рабочего органа. Эффект самовращения приводит также к уменьшению усилия сопротивления движению рабочего органа вследствие действия режущей кромки диска во вращательно-поступательном режиме, при котором значительная часть трения скольжения преобразуется в трение качения при движении диска. Исследования проводились с использованием измерительного комплекса, оснащённого датчиками для определения усилий сопротивления движению, скорости движения, количества и интенсивности расхода топлива, а также энкодерами, установленными на рабочих органах первого и второго ряда. Точность измерения числа оборотов диска с помощью энкодеров достаточно высокая и составляет 240 отметок за каждый оборот диска. Таким образом, определение числа оборотов на измеряемом участке производится с точностью 1,5 градуса. Анализ результатов исследований позволяет сделать вывод о том, что степень самовращения дисков, расположенных на почвообрабатывающей машине, зависит от места расположения по ширине захвата и ряда установки на раме. Такое различие режимов работы дисков обусловлено отличительными свойствами почвенного слоя при многократном воздействии на него рабочих органов. Анализ уравнения задней поверхности режущей части диска, как уравнение конусной поверхности, повёрнутой на угол j, позволяет определить возможную зону расположения отрицательных углов резания при некоторых режимах работы дискового рабочего органа. Образование отрицательных задних углов приводит к тому, что на заднюю поверхность режущей зоны дискового рабочего органа будет оказываться усилие, противодействующее его заглублению в обрабатываемый слой почвы. Рассматриваемое явление отжима рабочего органа вследствие смятия задней поверхностью обрабатываемого слоя будет способствовать увеличению энергоёмкости выполняемой операции и повышенному износу задней поверхности режущей зоны диска.
The article addresses the installation schemes of disc working tool, analyses the interaction of discs with the treated soil layer, and studies their operating modes. The operation of the disc working bodies is related to the fact that the disc rotates around its axis in addition to moving with the tillage machine. The degree of self-rotation of the disc during operation is mostly determined by the angle of attack. The angle of attack is defined as the angle produced by the movement direction's vector and the plane of the cutting edge. The continual change in contact of the working edge with the treated soil layer during operation is a benefit of disc working tools. The working edge and the working instruments become more durable as a result of these circumstances. Due to the functioning of a disc cutting edge in a rotational-translational mode, the action of self-rotation reduces the resistance force to the movement of the working tool. When the disc moves in this mode of operation, a large portion of the sliding friction is changed to rolling friction. The study was conducted with the aid of a measuring complex that included sensors for determining movement resistance, speed, and the amount and intensity of fuel consumption, as well as encoders put on the first and second rows' working tools. The accuracy of utilising enco- ders to count the number of rotations of the disc is quite great, averaging 240 marks per revolution. As a result, the number of revolutions in the measured area may be determined to a precision of 1.5 degrees. The analysis of research results makes it possible to conclude that the degree of self-rotation of the discs located on the tillage machine depends on the location of the width of the grip and the number of installations on the frame. Such a difference in the operating modes of the discs is due to the distinctive properties of the soil layer and repeated exposure to it by working tools. The analysis of the equation of the rear surface of the cutting part of the disc, as the equation of the conical surface rotated by an angle φ, allows us to determine the possible zone of negative cutting angles under certain operating modes of the disc working body. The formation of negative rear corners leads to the fact that force will act on the back surface of the cutting zone of the disc working tool, counteracting its deepening into the treated soil layer. The phenomenon under consideration of pressing the working body due to the crumpling of the back surface of the treated layer will contribute to an increase in the energy intensity of the operation performed and increased wear of the back surface of the cutting zone of the disc.