Автор: Гаффаров Хасан Равшанович

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №2 (106) январь-2 2016 г.

Дата публикации: 15.01.2016

Статья просмотрена: 69 раз

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.
Основные термины (генерируются автоматически): рабочего органа, переднюю грань стойки, сопротивление центрального рабочего, тяговое сопротивление, скорости движения, тяговое сопротивление центрального, свойств почвы, долота разрушение почвы, давление почвы, тяговое сопротивление долота, удельное сопротивление почвы, центрального рабочего органа, тягового сопротивления долота, хода рабочего органа, Стойка рабочего органа, внедрением лезвия долота, физико-механических свойств почвы, удельного давления почвы, удельное давление почвы, и физико-механических свойств почвы.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос