Газонокосилка

Газонокосилка

Газонокосилка, машина для скашивания травы на газонах. Различают Г. ручные и с механическим приводом, с барабанным и ротационным режущим рабочим органом. В СССР выпускаются Г. с механическим приводом и ротационным рабочим органом, более производительным, простым по конструкции по сравнению с барабанным и обеспечивающим возможность работы на газонах с грубостебельными травами. Для привода во вращение рабочего органа на Г. установлен бензиновый одноцилиндровый двигатель мощностью 0,9 квт (1,25 л. с.). При вращении ротора закрепленные на нём шарнирно ножи срезают траву, измельчают её и выбрасывают через отверстие в раме на скошенный участок. Производительность Г. 0,12 га/ч. Обслуживает её один рабочий.

В большинстве хозяйств северо-западной зоны СССР, в том числе и в Белоруссии, под сенокосами на­ходится значительное количество малых площадей с пересеченным рельефом, что затрудняет применение широкозахватных высокопроизводительных сеноубороч­ных агрегатов. Довольно часто требуется скашивать травы в местах, неудобных для работы не только широ­козахватных тракторных косилок, но и конных. Поэтому в подобных случаях применяется ручной труд. Однако и условиях увлажненного климата комплекс работ по сеноуборке желательно выполнять в кратчайшие сроки. Создание узкозахватной фронтальной навесной косилки с малоинерционным режущим аппаратом даст возможность уменьшить долю ручного труда при сенокоше­нии   и сократить сроки уборки трав.

В настоящей работе излагаются результаты экспери­ментально-теоретических исследований сенокосилки с ротационным режущим аппаратом дискового типа.

СРЕЗ СТЕБЛЕЙ РОТАЦИОННЫМ РЕЖУЩИМ АППАРАТОМ ПРИ ОТСУТСТВИИ ПРОТИВОРЕЖУЩЕГО ЭЛЕМЕНТА

Способ отделения стеблей растений от комля зави­сит от их физико-механических свойств. Сухие и негиб­кие стебли целесообразно отделять изломом, стебли не­достаточно сухие и полые – перепиливанием, влажные и гибкие — перерезанием по способу ножниц или косы. Ротационный режущий аппарат производит срез расте­ний по принципу косы. Этот принцип основан на срезе стеблей без наличия противорежущего элемента за счет большой скорости ножа, которая превосходит скорость деформации стебля в месте среза.

Параметры ротационного режущего аппарата дис­кового типа. Основными частями косилки с ротацион­ным режущим аппаратом (рис, 1) являются: 1) рама,

Рис. 1. Общий вид косилки с ротационным режущим аппаратом.

2) передаточный механизм, 3) режущий аппарат, 4) устройство для удаления срезанной массы, 5) гидравлическое устройство для копирования микрорельефа.

Режущий аппарат дискового типа для кошения трав и грубостебельных культур можно характеризовать сле­дующими параметрами (рис. 2): d — диаметр диска (захват одного режущего аппарата), i — количество ножей на одном диске, К — количество режущих аппа­ратов, S — перекрытие между смежными режущими аппаратами.

Шаг режущей части ротационного аппарата будет

Полный захват ротационной косилки B = dk-S (k-1).

Рис. 2. Схема ротационного режущего аппарата.

Скорость среза. При работе ротационного режущего аппарата, когда нет непосредственного подпора стебля, усилие среза Рср поглощается сопротивлением стебля отгибу Ротг и силой его инерции Рнн (рис. 3).

Сопротивление отгибу в основном зависит от физи­ко-механических свойств стебля, силы инерции—от ско­рости ножа и массы срезаемого стебля. Поэтому ско­рость ножа, необходимая для среза стебля без подпора, довольно высокая и изменяется в значительных преде­лах (от 8 до 40 м/сек).

Аналитические зависимости между скоростью среза стеблей и их физико-механическими свойствами были получены академиками В. П. Горячкиным и А. Ю. Ишлинским, профессором Е. М. Гутьяром, Е. С. Босым и Ю. Ф. Новиковым. Результаты подсчета по этим зави­симостям расходятся с экспериментальными   данными.

Причина такого расхож­дения заключается, оче­видно, в том, что процес­сы, имеющие место при срезе стебля, трудно отобразить в математи­ческой форме.

Акад. В. П. Горячкин предложил несколько за­висимостей скорости сре­за от массы стебля, уча­ствующей во взаимодей­ствии с ножом [4]. Он рассматривал два усло­вия перерезания стебля:

1) импульс перерезаю­щей силы — величина постоянная где P-перерезающая сила, t – время среза, C – постоянная величина.

2) потерянная работа на деформацию — величина  постоянная

, где V-скорость, m1 – масса стебля, m2 – масса ножа, С2 – постоянная величина.

Рис. 3.    Силы,   действующие па стебель при срезе его без

подпора.

В результате испытаний ротационной косилки были найдены скорости среза люпина и тимофеевки (первый и второй укос), вес стеблей которых изменялся от 0,1 до 10 г (табл. 1). На рис. 4 показан график изменения ско­рости среза в зависимости от массы стебля, составлен­ный на основании экспериментальных данных.

Таблица 1

Экспериментальные скорости среза стеблей люпина и тимофеевки ротационной косилкой определялись при 0; 30; 50; 70 и 100′-» среза травостоя. Это Ум/сек позволило получить ясное представление о величине скоро­сти, при которой на­чинается срез стеб­лей, кроме того, оце­нить интенсивность возрастания скоро­сти с увеличением процента среза стеб­лей до 100;1о. Опре­делялась скорость среза стеблей люпи­на и тимофеевки гладким и насечен­ным лезвиями. Ре­зультаты, полученные в процессе этих опытов, приведены в табл. 2.

На рис. 5 представлен график изменения окружной скорости ножа в зависимости от процента среза траво­стоя.

Таблица 2

Рис. 4. Экспериментальный график изменения скорости среза в зависи­мости от массы стебля.

При 100%-ном срезе стеблей люпина скорость ножа изменяется от 11 м/сек (насеченное лезвие) до 15 м/сек (гладкое лезвие).

Рис.   5.    График    изменения

окружной   скорости   ножа от

процента  среза травостоя.

При 100%-ном срезе стеблей тимофеевки скорость ножа изменяется от 30 м/сек (насеченное лезвие) до 35 м/сек (гладкое лез­вие).

В теоретических зави­симостях не учитываются условия, ухудшающие перерезаемость стебля: его минимальная масса, на­клон к плоскости среза, наличие явления перерезания пучка стеблей, индивидуальные особенности отдельных стеблей. Поэтому скорость среза стебля, подсчитанная тео­ретическим путем, соответствует такой экспери­ментальной скорости, ко­торая необходима для среза ЗО* о травостоя.

При таком проценте среза перерезаются стебли, находящиеся в наиболее благоприятных условиях для перерезания. Если в возвратно-поступательном режу­щем аппарате на скорость среза физико-механические свойства растений влияют незначительно, так как срез происходит в процессе защемления стебля между двумя режущими кромками, то в ротационном режущем аппа­рате скорость среза в основном зависит от многообразных физико-механических свойств перерезаемых стеблей и некоторых внешних условий (наклон стебля к плоскости среза и т. д.). Поэтому скорость среза, необходимая для кошения трав косилкой с возвратно-поступательным ре жущим аппаратом, довольно низкая и изменяется в не­значительных пределах (1,3—2,3 м/сек). Скорость среза при кошении трав ротационной косилкой гораздо выше и изменяется в более значительной степени (8—40 м/сек). Отгиб стебля и высота среза. Процесс резания стеб­лей ротационным режущим аппаратом сопровождается предварительным их отгибом. Если срез стебля проис­ходит без скольжения, что может иметь место при угле наклона лезвия о- = 0°, то стебель в процессе среза будет перемещаться по траектории, описываемой точкой кон­такта лезвия со стеблем. В этом случае величина дина­мического отгиба будет зависеть от времени среза т и окружной скорости ножа V

Если известна высота установки режущего аппарата Н и длина стерни L, то динамический прогиб можно выразить в таком виде (см. рис. 3)

Зная окружную скорость ножа, легко формул (1—2) определить время среза

Опыты по определению длины стерни L проводились на люпине и тимофеевке при скорости, которая соответ­ствовала 30, 50, 70 и 100э о среза травостоя. Полученные результаты показывают, что с уменьшением скорости сре­за потери зеленой массы увеличиваются из-за неполного среза и увеличения длины стерни.

Выбор формы ножа. Угол наклона лезвия (рис. 6) оказывает влияние на скорость и на усилие сопротивле­ния срезу. При малых  углах наклона (* < 30°) имеет место значительное сопротивление срезу,   с увеличением этого   угла   (а > 30°) сопротивление срезу уменьшается. Объяснение такому влиянию дано акад.

Газон (франц. gazon), участок земли со специально созданным травянистым покровом, большей частью ровно и коротко подстриженным. Различают партерные, парковые, спортивные и мавританские (пестро-цветные) Г. Партерные Г. — основной элемент цветника и партера, служат фоном для цветочных насаждений, декоративных деревьев, а также для скульптур, фонтанов и др. Парковые и мавританские Г. устраивают в парках, садах, скверах, на бульварах и т. д. Семена трав на Г. высевают главным образом весной, вручную или сеялкой в двух взаимно перпендикулярных направлениях, заделывают граблями или механизированным путём и прикатывают. Состав трав для Г. подбирают так, чтобы получить густой травостой и плотный дёрн. Из злаковых трав сеют в основном мятлик, овсяницу, райграс, полевицу (15—30 г семян на 1 м2). Для мавританских Г. составляют смесь семян злаков и красиво цветущих однолетников (мак, василёк, календула, иберис и др.). Уход за Г. состоит в поливах, удобрении, стрижке травы, полке сорняков, подсеве трав.