Głębokość pracy bron talerzowych w aspekcie parametrów i powierzchni (nośnej i nacisku) ich talerzy

Sformułowano i zweryfikowano, w programie MathCAD, algorytm obliczeniowy do określania poziomych i pionowych składowych powierzchni nośnej Ab i nacisku Ap obrotowych elementów o sferycznym zarysie powierzchni (np. talerzy bron). Uzupełniono definicje i poprawiono równania na powierzchnię nośną i nacisku w płaszczyźnie poziomej, stycznej do powierzchni gleby. Algorytm wykorzystano do analizowania wpływu – na wartości składowych powierzchni nośnej i nacisku – parametrów konstrukcji talerzy obecnie produkowanych bron talerzowych, w aspekcie głębokości ich pracy i granicznych wartości parametrów regulacji. Stwierdzono, że składowe powierzchni nośnej talerzy w przypadku głębokości pracy h = 50 mm przyjmują wartości bliskie zeru, co oznacza, że dla elastycznie zawieszonych talerzy, podczas płytkiej uprawy, nie występuje kopiowanie, ograniczające ich zagłębianie, oraz ugniatanie bruzdy zewnętrzną (tylną) powierzchnią talerzy. Wraz ze wzrostem głębokości, zwiększają się wartości składowych powierzchni Ab i gdy h = 100 mm wynoszą maksymalnie: 3000 mm2 – pozioma i 1200 mm2 – pionowa. Te największe wartości występują dla mniejszych kątów natarcia i promieni krzywizny oraz większych kątów pochylenia i średnic talerzy. W przypadku głębokości pracy h = 50 mm wartości składowej poziomej wynoszą 1600–7300 mm2, natomiast pionowej, dla większości konstrukcji, tj. pochylonych talerzy o większej średnicy – są mniejsze o 50% (nie przekraczają 4400 mm2). Po zwiększeniu głębokość pracy o 100% (do h = 100 mm) następuje zwiększenie składowej poziomej o 140–155% i składowej pionowej o 175%. Dla talerzy o mniejszej średnicy, ustawionych pionowo, proporcje tych wartości są odwrotne (szczególnie w warunkach większej głębokości pracy): składowa pionowa jest większa nawet o 90% od poziomej.

In the MathCAD computer program there was formulated and verified the computational algorithm to define horizontal and vertical components of the supporting surface Ab and surface of pressure Ap of rotating elements characterized by a spherical surface outline (e.g. harrow discs). Definitions were supplemented and the equations of supporting surface and surface of pressure in the horizontal plane tangential to the surface of the soil were corrected. The algorithm was used for analysis of the impact of design parameters of discs in presently produced disc harrows on the values of components of the supporting surface and the surface of pressure in the aspect of the discs working depth and the limit value of their regulation parameters. It was found that the components of the supporting surface of discs take the values close to zero in case of the lower working depth (h = 50 mm). It means that during shallow tillage when flexibly mounted discs are used the copying effect which reduces penetration does not occur. There is also no compaction of a furrow by the external (back) surface of the discs. With increasing depth there also increase the values of components of the Ab surface and at h = 100 mm they are up to 3000 mm2 (horizontal) and 1200 mm2 (vertical). The highest values occur for smaller angles of attack and curvature radius as well as for higher angles of inclination and higher discs diameters. Under these conditions there is observed maximum of both – copying of the set depth h and soil compaction in the furrow. Much larger values than those discussed above appear in case of the components of surface of pressure of the discs. In case of the working depth amounting to h = 50 mm the values of the horizontal component are 1600–7300 mm2, but in case of the vertical one, for more of the constructions – i.e. inclined discs of greater diameter – they are smaller by 50% (they do not exceed 4400 mm2). For discs of the same diameter positioned vertically the values of horizontal and vertical components are comparable. The increase of working depth by 100% (up to h = 100 mm) causes the increase of horizontal component by 140–155% and of the vertical component by 175%. For discs of smaller diameter positioned vertically the proportion of these values is reversed (especially when the working depth is greater): the vertical component is greater by even 90% than the horizontal component.