Библиографическое описание:

Раззаков Т. Х., Тоштемиров С. Ж. Обоснование и анализ процесса взаимодействия пальцевого рабочего органа загрузчика с массой вороха клевера // Молодой ученый. — 2016. — №11. — С. 443-445.



Анализ взаимодействия элементов любого рабочего органа с материалом позволяет изучить физическую сущность возникновения сопротивлений, на преодоление которых приходится тратить определенный запас энергии. Сопротивление отделение слоя вороха с пальцевым рабочим органом, как и любым другим ротационным органом, является функцией многих переменных, характеризующих физико-механические свойства материала, геометрические размеры отделяемого слоя, кинематические и конструктивные параметры пальцев [1].

В соответствии с теорией фрезерных и других ротационных рабочих органов почвообрабатывающих машин, созданной трудами В. П. Горячкина, В. А. Желиговского, В. А. Яцука и др. применительно к пальцевому рабочему органу сила сопротивления на отделение им слоя вороха может быть представлена в виде суммы следующих слагаемых (рис.1).

  1. Сила сопротивления внедрению пальцев в ворох Рвн.
  2. Сила сопротивления отрывку слоя вороха от монолите Ратр.
  3. Сила сопротивления на преодоление трения Рсg.
  4. Сила сопротивления со стороны инерционных сил Рин.

Тогда сила общего сопротивления будет равна (рис.1)

(1)

Определим аналитически величину и направление составляющих выражения (1).

Сила сопротивления внедрению элементов рабочего органа загрузчика в ворох состоит из силы сопротивления внедрению конической части пальца Ркон. и силы трения вороха об его цилиндрическую боковую поверхность Ртр.

Тогда (2)

где - число пальцев, одновременно внедряющихся в материал.

Для определения составляющих зависимости (2) рассмотрим силы, действующие на палец (рис.2).

Рис. 1. Схема к определению силы сопротивления отделения слоя вороха

Рис. 2. Схема сил, действующих на рабочий элемент

Сила сопротивления внедрению конической части пальца состоит на сопротивления вдавливанию Т и силы сопротивления от трепния конической части пальца о ворох Fкон.

(3)

где ,(4)

а (5)

σ0 — удельное сопротивление вдавливанию конической части пальца в ворох, равное несущей способности монолита;

S1 — площадь поверхности конической части пальца, м2;

– угол между образующей и осью симметрии пальца, град;

f — коэффициент трения вороха по стали.

Площадь поверхности конической части пальца может быть определена из выражения

(6)

где d — диаметр пальца, м.

Учитывая зависимость (6), выражение (3) после соответствующих преобразований будет иметь вид

(7)

Силу трения вороха о цилиндрическую поверхность пальца можно определить следующим образом:

(8)

где — коэффициент учитывающий то обстоятельство, что палец имеет криволинейный профиль, позволяющий исключить трение между его затылочной частью оставшимся ворохом в бункере;

σ1 удельное нормальное давление со стороны слоя вороха на пальцы рабочего органа

L — длина дуги траектории движения конца пальца, по которой происходит контакт слоя вороха с пальцами, изменяющейся от 0 до L м.

Учитывая, что ворох семенников относится к сыпучим несвязанным материалам, у которых отсутствует явление остаточности напряженного состояния, объясняемое действия межмолекулярных сил сцепления между частицами, σ1 можно определить как сумму сил от массы вороха и инерционных сил, действующих на единицу поверхности, по которой происходит отделение слоя.

Тогда

(9)

где — объемная масса вороха, кг/м3:

- объем слоя вороха, отделяемого одним рядом пальцев рабочего органа, м3;

— площадь поверхности, по которой происходит деформация слоя;

— угол поворота рабочего органа от вертикального положения, град.

- центробежная сила инерции, н;

- радиус окружности, по которой вращается конец пальца, м;

— частота вращения рабочего органа, с-1;

— масса отделяемого слоя вороха.

Сила сопротивления сдвигу вороха при внедрения пальцев может быть определена как

(10)

где — площадь сечения слоя, расположенного под углом трения, м2;

- внутренний коэффицент трения вороха.

Угол внутреннего трения может быть определен по общепринятой зависимости

(11)

Учитывая необходимость расчета наибольшего значения силы сопротивления отделению слоя от массы в бункере загрузчика, в зависимость (10) подставляем максимально возможное значение площади поверхности сдвиге.

Анализ зависимостей (8), (9) и (10) позволяет установить, что в эти зависимости входят длина дуги траектории движения конца пальцевого элемента, по которой отделяется слой вороха от массы в бункере загрузчика, объем и площадь поверхности слоя, отделяемого одним рядом пальцев, а также площадь сечения слоя под углом трения вороха по вороху. Эта величина могут быть определены на основе специальных исследований геометрии отделения слоя вороха от остальной его массы [2].

Литература:

  1. Горячкин В. П. Собрание сочинений. В 3-х томах. — М.: Колос, 1965. Т.-1, 702 с.
  2. Дозирование слоя вороха клевера в конвейерные сушилки и обоснование параметров загрузчика. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. Горки, 1988.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle