Определение тягового сопротивления односторонних режущих лап комбинированного орудия | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №14 (148) апрель 2017 г.

Дата публикации: 07.04.2017

Статья просмотрена: 22 раза

Библиографическое описание:

Торегали Д., Шаханов А. А., Искаков Р. М. Определение тягового сопротивления односторонних режущих лап комбинированного орудия // Молодой ученый. — 2017. — №14. — С. 137-139. — URL https://moluch.ru/archive/148/41674/ (дата обращения: 26.05.2018).



В практике применения почвообрабатывающих орудий большая часть исследования направлена на снижение тягового сопротивления и в последнее время исследователи [1–3] используют материалы с более низким тяговым сопротивлением, а именно облегченные стальные конструкции.

Из классической теории определения усилий, действующих на трёхгранный клин, к которым относится исследуемая плоскорежущая лапа, известно, что общая величина горизонтальной составляющей тягового сопротивления равна [3].

(1)

где — сила сопротивления почвы сжатию затылком затупившегося лезвия лапы, кН;

- сила сопротивления почвы деформации, кН;

— сила динамического сопротивления почвенного пласта, кН;

— сила сопротивления почвы от изменения веса пласта и силы трения на рабочей поверхности лапы (статическое сопротивление почвенного пласта), кН.

Как утверждает Г. Н. Синеоков, сила , периодически изменяющаяся от нуля до некоторых значений, аналитически неопределима и достаточно мала. Поэтому для анализа работы рабочих органов, представляющих собой трехгранный клин, достаточно определить силы , и .

Горизонтальная составляющая силы сопротивления почвы сжатию затылком затупившегося лезвия трёхгранного клина определена выражением [3]

(2)

где q — коэффициент объемного смятия почвы; h1толщина слоя почвы; сминаемого затылком лезвия лапы (высота затылочной фаски), м; d ширина захвата лапы, м; φ — угол трения почвы по стали, град.; ε — задний угол резания, град.; γ- угол скоса лезвия крыла лапы, град.

Ввиду малых размеров сечения односторонней плоскорежущей лапы (высота затылочной фаски лезвия находится в пределах h1 = 0,001...0,002 м), величиной горизонтальной составляющей силы сопротивления почвы сжатию затылком лезвия можно пренебречь.

Исходя из выше сказанного, для определения общей величины горизонтальной составляющей тягового сопротивления Рх достаточно определить динамическую и статическую составляющие.

Сила динамического сопротивления почвенного пласта равна [4].

(3)

где h — глубина обработки, — объемный вес почвы, кН/м3; V — скорость обработки, м/с; β — угол крошения крыла лапы, град; f — коэффициент трения почвы по стали; g — ускорение свободного падения, м/с2.

Сила сопротивления почвы от изменения веса пласта и силы трения на рабочей поверхности лапы имеет вид [4].

(4)

где =G — вес пласта.

При определения веса пласта необходимо определиться с площадью поперечного сечения пласта. FПЛ = h*d. В рассматриваемом комбинированном воздействии на почву дисковых и плоскорежущих рабочих органов.

FПЛ = FГ, (5)

где FГ — площадь поперечного сечения междискового почвенного гребня, образующаяся после прохода двух смежных сферических дисков комбинированного орудия.

Учитывая в выражениях (3) и (4) значение площади гребня, определяемое уравнением (5), получим:

(6)

(7)

Изменение суммарной величины слагающих RFX и RGX горизонтальной составляющей тягового сопротивления плоскорежущей лапы, ориентированной на подрезание междискового почвенного гребня площадью Fг, при фиксированных значениях параметров, определенных в результате отсеивающих экспериментов [4], (α=20°, l=0,17м, h=0,07м, =1,2х104 Н/м3,f=0,5, β =32° b=0,018м, γ=50°, V=2,5м/c), представлено на рисунке 1.

Рис. 1. Изменение суммарной величины слагающих RFX и RGX горизонтальной составляющей тягового сопротивления плоскорежущей лапы с увеличением: —угла крошения крыла лапы β; — скорости обработки V; ширины крыла лапы b, — угла скоса лезвия γ

Из анализа графиков (рисунка 1) следует, что с увеличением угла крошения β крыла односторонней лапы, ориентированной на подрезание почвенного гребня, образующегося после прохода впередиидущих смежных дисков комбинированного орудия, суммарная величина слагающих RFX и RGX горизонтальной составляющей тягового сопротивления плоскорежущей лапы растёт, что обусловлено влиянием динамической составляющей RFX.

Изменение ширины крыла лапы b ввиду малых размеров незначительно влияет на величину сопротивления. В значительной степени на величину тягового сопротивления лапы оказывает влияние изменение скорости обработки почвы V, так как в уравнении она находится в квадрате. С увеличением угла скоса лезвия γ суммарная величина слагающих RFX и RGX сопротивления плоскорежущей лапы уменьшается. По мнению Л. А. Грачёва и Г. Н. Синеокова [4], это происходит потому, что увеличение у приводит к уменьшению площади рабочей поверхности лапы и веса, находящейся на ней почвы, а также сил трения, препятствующих движению лапы.

Суммарная величина слагающих RFX и RGX тягового сопротивления лапы при исходных данных, представленных выше, находится в пределах 28...30Н.

Малые значения величины тягового сопротивления односторонней лапы объясняется малыми размерами деформатора (крыла лапы), низкой исходной плотностью верхнего слоя почвы (объемным весом) и небольшой площадью поперечного сечения пласта (площадью поперечного сечения подпочвенного гребня Fr), срезаемого лапой.

Полученные значения горизонтальной составляющей тягового сопротивления исследуемой односторонней лапы, величина слагающих RFX и RGX, согласуются с опытами Л. Г. Грачева и теоретическими исследованиями Г. Н. Синеокова [1–4].

Литература:

  1. Синеоков Г. Н., Слободюк П. И. Рабочий орган для предпосевной обработки почвы в подсеменном слое. // Механизация и электрификация с. х. — 1986. — № 5. — С. 20–22.
  2. Ревут И. Б. Химические способы воздействия на испарение и эрозию почвы / И. Б. Ревут, Г. Л. Масленникова, И. А. Романов. — Л.: Гидрометеоиздат, 1973. — 210 с.
  3. Халанский В. М. Сельскохозяйственные машины: Учеб. пособие / В. М. Халанский, И. В. Горбачёв. — М.: Колос, 2003. — 624 с.
  4. Жукевич К. И. Обоснование основных параметров культиваторов для сплошной обработки почвы / К. И. Жукевич // Вопросы земледельческой механики. — Минск: Ураждай, 1963. — Т.9. — С. 36.
Основные термины (генерируются автоматически): тягового сопротивления, составляющей тягового сопротивления, горизонтальной составляющей тягового, крыла лапы, сопротивления плоскорежущей лапы, тягового сопротивления лапы, тягового сопротивления плоскорежущей, односторонней лапы, сопротивления почвы, крошения крыла лапы, ширины крыла лапы, RGX горизонтальной составляющей, рабочей поверхности лапы, силы сопротивления почвы, сопротивления почвы сжатию, площадью поперечного сечения, сопротивления односторонней лапы, тягового сопротивления равна, тягового сопротивления односторонних, лезвия крыла лапы.


Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос