Основная часть. 
Распределение семян по глубине двухдисковыми сошниками с нулевым углом атаки дисков с внешними усеченно-конусными ребордами-бороздообразователями

Дальнейшие исследования будем проводить для предлагаемого двухдискового сошника, принимая максимальный радиус реборды D=300 мм, радиус дисков D₁=350 мм, ширину реборды в_Р=30 мм, толщину диска в₁=2 мм, угол наклона реборды µ=45⁰, угол заточки лезвия диска =20⁰.

Это позволяет значительно упростить теоретические исследования, т.к. у нас остается только два параметра, влияющих на глубину формирования бороздки h_Б: давление на сошник G и скорость сошника V. Основой для получения зависимости h_c (V, G) является одно из уравнений равновесия:

F_z=G, (1).

где F_z — симметричное вертикальное сопротивление, равное:

F_z=R_z+T_z+D_z, (2).

где R_z — составляющая по оси z сопротивления прижатия сошника к почве, T_z — трение двухдискового сошника о почву, D_z — составляющая динамического сопротивления сошника.

Ранее нами были получены формулы этих величин для усеченно-конических реборд и плоских дисков [6]. Формулы эти получились объемными, что не позволяет аналитически решить уравнение (1). Для того чтобы построить более простые, удобные для практического пользования формулы для величин R_z, T_z, и D_z, принимаем параметры двухдискового сошника R, R₁,, , в_Р, в₁ постоянными. Было учтено также, что величины R_z и T_z не зависят от скорости сошников, а только от глубины h, а D_z имеет множитель V², т. е. соотношение D_z/ V² зависит только от глубины образуемой бороздки h_Б. При определении приближенных формул для R_z, T_z и D_z использовался метод наименьших квадратов, а так как функции были выбраны степенные типа h^m, то данные предварительно логарифмировались. Исходным материалом для расчета формул были табличные данные R_z(h), T_z(h) и D_z/V²(h), полученные на компьютере, по ранее полученным формулам [6, 7].

Сравнение точности приближенных формул велось по тем же табличным данным, полученным по ранее выведенным формулам. Коэффициенты формул, полученные методом наименьших квадратов, были несколько округлены для упрощения. После этого были получены формулы:

с погрешностью не более 2%; (3).

с погрешностью не более 5%; (4).

с погрешностью не более 8%. (5).

Путем сложения значений R_z, Т_z и D_z получаем уравнение для определения глубины образуемой бороздки h_Б:

(6).

Отсюда:

(7).

Сравнивая значение h_Б, подсчитанное по формуле (7), и значение ранее полученного уравнения (1), убеждаемся, что различие составляет не более 3%. В формуле (7) значения приведены: h_Б, см; V, км/ч; G, Н.

Исходными данными для получения формулы глубины h_с укладки семян на дно бороздки служили средние значения измерений для трех значений скорости движения двухдискового сошника (V₁=8, V₂=12 и V₃=16 км/ч) и трех значений давления пружины на сошник (G₁=120, G₂=160 и G₃=200 Н). Поскольку глубина укладки семян h_с сильно подвержена случайным колебаниям, лабораторно-полевые опыты проводили в 10-кратной повторности.

Формулу для глубины укладки семян h_с по аналогии с глубиной бороздки h_Б определяли в виде уравнения:

(8).

где, А и В коэффициенты, которые необходимо определить. При использовании метода наименьших квадратов (МНК) сначала была рассчитана по опытным данным таблица значений G/ h_с² [8].

По полученным значениям с помощью МНК определили коэффициенты линейной V² от зависимости A+BV².

По расчетным данным получена формула:

(9).

В таблице приведены значения h_с, рассчитанные по формуле (9) и данным, полученным опытным путем, а также относительные их различия в %, а также средние значения измерений глубины h_с укладки семян на дно бороздки, стандартные отклонения, коэффициенты вариации, а также нижняя и верхняя границы доверительных интервалов, %.

Таблица. Результаты лабораторно-полевых опытов по глубине укладки семян в бороздки.

Анализ таблицы показывает, что стандартное отклонение по глубине укладки семян находится в пределах 0,38-*0,55 см, коэффициент вариации составляет 10,74−17,98%.

Максимальное различие данных составляет около 6%. В последней строке таблицы приведены разности h_Б-h_с. Отметим, что эта разность убывает с ростом скорости из-за подъема и более позднего осыпания почвы в бороздку и растет с увеличением давления прижатия сошника к почве G.

На рис. 2 приведен график зависимости глубины бороздок h_Б и глубины размещения семян h_с на дно бороздки, раскрываемой двухдисковым сошником с усеченно-конусными ребордами-бороздообразователями при изменении скорости движения V и давления прижатия сошника к почве G. Из графика видно, что с увеличением скорости движения двухдискового сошника глубина бороздок h_Б и глубина укладки семян h_с уменьшается. В то же время с увеличением давления на сошник глубина бороздок h_Б и глубина укладки семян h_с увеличиваются.

Рис. 2. График зависимости глубины укладки семян от скорости V и давления G; +h_Б — глубина бороздок, формируемых сошником, h_с — глубина укладки семян

Недостатком формул (7) и (9) является то, что они не включают характеристики почв: К — коэффициент объемного смятия, — плотность почвы, f — коэффициент трения. Устранить недостаток формул (7) и (9) постараемся на примере трения двухдискового сошника о почву T_z. Выражение T_z по теоретическим исследованиям имеет вид:

T_z= Кfg (h, R, R₁…). (10).

Если бы мы построили формулу (10) для g (h_C, R, R₁…), то достаточно было ее умножить на. Можно поступить иначе: формулу для T_z умножить на Кf и разделить на принятое произведение Кf. Для различных почв К принимает значение от до Н/м³. Мы приняли для наших условий К=10⁶, f =0,55. Следовательно, формула (10) принимает следующий вид:

Так как мы приняли плотность почвы =1200 кг/м³, а в D_z входит множителем v², аналогично получаем выражение для R_z, и D_z.

(11).

.

Тогда F принимает следующий вид.

.

Откуда получаем значение h_Б:

. (12).

Поступить аналогично с формулой для h_с мы не можем, так как она строится в том числе и на данных лабораторно-полевого опыта, и мы не можем отдельно выделить составляющие R_x и Т_х. Но динамическая составляющая видна — это 0,687 V². Учитывая, что принятая нами плотность почвы составляет 1200 кг/м³, этот член запишется в виде .

При этом приходится ограничиться коэффициентом трения f=0,55 и принять:

. (13).