Библиографическое описание:

Гаффаров Х. Р. Тяговое сопротивление центрального рабочего органа глубокорыхлителя // Молодой ученый. — 2016. — №2. — С. 130-132.



 

Суммарное тяговое сопротивление центрального рабочего органа состоит из сопротивления почвы перемещению долота и стойки.

Rц = Rд + Rс (1)

где: Rд — сопротивление почвы перемещению долота;

Rс — сопротивление почвы перемещению стойки;

Сопротивление почвы перемещению долота (рис. 1) как плоского двухгранного клина в общем виде описывается выражением (2).

Rд = R1+ R2 + R3 + R4 (2).

Рис. 1.

 

Схема сил, действующих со стороны почвы на долото.

где: R1 — сопротивление внедрению лезвия долота в почву;

R2 — сопротивление почвы деформации (сдвигу);

R3 — сопротивление, обусловленное силой инерции пласта почвы;

R4 — сопротивление перемещению и подъёму пласта почвы по рабочей поверхности долота.

Очевидно, что сопротивления, обусловленные внедрением лезвия долота в почву и ее деформацией, возникают только в подпахотном слое, а сопротивления, обусловленные силой инерции пласта и его подъёмом, как в нижнем подпахотном, так и в верхнем слоях. Лезвие долота производит сжатие почвы впереди себя и затем раздвигает ее вверх и вниз, отделяя пласт от массива. Сопротивление почвы его внедрению можно определить из известного(3) выражения

R1 = K1 ƿ tl bl (3)

Где К1- коэффициент, учитывающий форму лобовой поверхности лезвия;

ƿ -твердость почвы, Па;

tl- толщина лезвия, м;

bl- ширина лезвия;

Второй член уравнения (2) можно определить, спроектировав силу S сдвигa и силу трения, возникающую от этой силы, на горизантальную ось (2), т. е.

R2=Scos ψn + fS1cos{90-(α+ψn)}cos α = S{ cos ψn + fsin(α+ψn)COSα}               (4)

Где ψn — угол продольного скалывания почвы;

f- коэффициент трения почвы о метал.

Учтя, что S= £ F, запишем

R2=£ F{cos ψn + fsin(α+ψn)COSα}(5)

где F — площадь плоскости сдвига

Под воздействием долота разрушение почвы в поперечно-вертикальной плоскости происходит и с его боков под углом ψ2. С учетом этого площадь плоскости сдвига равна

F=(bd+hctg ψ2) h/sin ψn (6)

Подставив значение в (5), находим

R2= £h(bd+hctg ψ2) {cos ψn + fsin(α+ψn)COSα}/sin ψn(7)

Согласно исследованием Г. Н. Синеокова, И. М. Панова(1), А. М. Шакирова(3), сопротивление, обусловленное изменением скорости перемещения пласта, можно определить по формуле

R3={(hctg ψ2 +hctg ψ2)hγ +(2 hctg ψ2 + bd +HtgѲ γ1}V2sinαtg(α+γ)               (8)

Где γ- плотность подпахотного слоя почвы;

γ1- плотность пахотного разрыхленного слоя почвы;

Ѳ- угол распространения деформации в разрыхленном слое почвы;

V- скорость движения агрегата.

Сопротивление подъёму и перемещению пласта почвы по рабочей поверхности определено по формуле(1)

R4= bd(hγ+Hγ1) hdgtg(α+γ)/sinα(9)

Где h-высота подъёма пласта почвы долотом.

Использовав значения R1 из (1.3), R2 из (1.7), R3 из (1.8) и R4 из (1.9) и (1.2), получаем значение тягового сопротивления долота

Rд = K1 ƿ tl bl+£h(bd+hctg ψ2) {cos ψn + fsin(α+ψn)COSα}/sin ψn +

+{(hctg ψ2 +hctgψ2)hγ +(2 hctg ψ2 + bd +HtgѲ γ1}V2sinαtg(α+γ) + bd(hγ+Hγ1) hdgtg(α+γ)/sinα               (10)

Проанализировав это выражение приходим к выводу, что тяговое сопротивление долота зависит от ширины захвата, угла установки к дну борозды, глубины хода, скорости движения агрегата и физико-механических свойств почвы.

Стойка рабочего органа взаимодействует с разрушенной долотом почвой и раздвигает ее в стороны. Силу сопротивления ее определяем, пользуясь схемой, приведенной на рис 2.

Рис 2. Схема сил, действующих на стойку

 

Rc=2N1sinβ+2T1cosβ + 2T2 (11)

где N1- сила нормального давления почвы на переднюю грань стойки;

Т1= fN1- сила трения, возникающая на передней грани стойки;

T2=fN2- сила трения, возникающая на боковой грани стойки;

Rc = 2N1sinβ+2fN1cosβ + 2fN2 (12)

Выразим N1 ии N2 через удельное давление почвы на переднюю грань стойки и ее геометрические размеры

Rc=qntc(h+H)(1+ftgβ+fqб(h+H)(2bc — tcctgβ) (13)

Где qn — удельное давление почвы на переднюю грань стойки;

qб- удельное давление почвы на боковую грань стойки;

bc — ширина стойки;

tc — толщина стойки;

β — половина угла заострения стойки.

Удельное давление почвы на переднюю грань стойки зависит от физико-механических свойств почвы, глубины хода рабочего органа, скорости его движения и других факторов.

Изменение удельного давления почвы на переднюю грань стойки в зависимости от скорости движения можно выразить следующей эмпирической формулой(1):

qn = qо(1+Kv V) (14)

где qо — удельное сопротивление при скорости движения, близкой 1 м.с;

Kv- коэффициент, учитывающий влияние скорости движения на удельное сопротивление почвы.

Таким образом, тяговое сопротивление центрального рабочего органа равно:

Rc= K1 ƿ tl bl+£h(bd+hctg ψ2) {cos ψn + fsin(α+ψn)COSα}/sin ψn +{(hctg ψ2 +

+hctgψ2)hγ +(2 hctg ψ2 + bd +HtgѲ γ1}V2sinαtg(α+γ) + bd(hγ+Hγ1)hdgtg(α+γ)/sinα+

+ qntc(h+H)(1+ftgβ+fqб(h+H)(2bc — tcctgβ) (15).

Расчеты, проведенные по этой формуле при

K1=1;ƿ=5,0Мпа; bl=0,04м; £=32,5кПА; h=0,2м; bd=0,03…0,06м; ψ2=42о; ψn =45о; f=0,8; αд=20…30о; γ= 1700кг\м3; γ1=1200кг\м3;H=0,3м; V=1,1…1,4м\с; Ѳ=30о; 9,8м\с; qn=1,92 Н\см2; β=45о; qб= 0,164 Н\см2 показали, что тяговое сопротивление центрального рабочего органнаходится в пределах 4832,18…5550,08 Н.

 

Литература:

 

  1.              Синеоков Г.Н, Панов И. М., Теория и расчет почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение. 1977. 328с.
  2.              Вагин А.Т и др. Механизация защиты почв от водной эрозии в нечерноземной полосе.Л.: Колос, 1977. 272с.
  3.              Шакиров А. М. Обоснование технологии и параметров рабочего органа для нарезки поливных борозд при возделывании бахчевых культур. Автореферат диссертации канд.техн.наук. Янгиюль,1991, 16с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle