Изменение сопротивления движению дренера в зависимости от угла заточки | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №7 (18) июль 2010 г.

Статья просмотрена: 14 раз

Библиографическое описание:

Данатаров А., Байджанов Г. Изменение сопротивления движению дренера в зависимости от угла заточки // Молодой ученый. — 2010. — №7. — С. 43-46. — URL https://moluch.ru/archive/18/1838/ (дата обращения: 19.10.2018).

Влияние угла заточки дренера на величину силы резания было проверено в лабораторных и полевых иследованиях /1,2,3,4,5/. Дренер имел клинообразный угол заточки =15, 20, 25, 30, 40, 600/рис.1./.

Рис. 1. Схема образования уплотненного ядра и смещения грунта в процессе формирования дрен

Работа дренера с клинообразной заточкой рассматриваем как работу ассиметричного клина в сплошной среде. Дренер сжимает перед собой объем грунта, затем грунт скаливается под углом -  и перемещается в междренное пространство в ножевую щель /рис.2./.

Рис. 2. Принципиадьная схема устройства кротовых дрен на переуплотненных почвах

Движение дренера происходит с сплошной среде и направление главных наибольших напряжений -  совпадает с направлением движения дренера. Площадь наибольших касательных напряжений образовывает с этим направлением угол – .

                               = 450 -                                                                 /1/

По плоскости наибольших касательных напряжений происходит сдвиг грунта. Таким образом, грунт, перемещаемый дренером, перемещается относительно дренера под углом  -

Угол скалывания  определяется по известной зависимости

                                        = 900                                               /2/

: угол трения о дренер.

Следует отметить, что угол скалывания  изменяется с изменением процесса резанияя ввиду того, что рабочей поверхностью становится поверхность уплотненного ядра, образованная уплотненным ядром. В данном случае угол скалывания , определяется по заввисимости:

                                       = 900                                               /3/

            Если угол заточки дренера  - 450 -  , то площадь наибольших касательных напряжений совпадает с рабочей поверхностью дренера. Принимая для минеральных грунтов внутренного трения  = 30-400, то  плоскость наибольших касательных напряжений с направлением плавных напряжений создает угол 25-300, т.е. совпадает с плоскостью заточки дренера.

Ввиду того, что уплотненное ядро при угле заточки дренера 25-600 не всегда может достичь устойчивого состояния, то всегда будет наблюдаться сдвиг объема грунта. Физический смысл этого процесса заключается в том, что коэффициент трения грунта о сталь /tg/ меньше коэффициента трения /внутреннего/ грунта /tg/. Поэтому, когда разница между направлением рабочей поверхности клиновой заточки и плоскостью наибольших касательных напряжений не велика, уплотненный грунт смещается в сторону. Угол уплотненного ядра – определяется по зависимости:

                      = 1000                                                              /4/

При угле внутренного трения  = 30-400 угол скалывания находятся в пределах 38-450, т.к.

                                   = 900  = 900-)                                    /5/

т.е. результаты, полученные расчетным путем очень близким опытным данным. Результаты испытаний дренером при различных углах заточки представлены на рис. 3 и 4.

Рис.3. Зависимость горизонтальной составляющей силы резания от угла заточки дренера

Рис.4. Зависимость вертикальной составляющей силы резания от угла заточки дренера

Данные иссследования показывают /рис.3 и 4/, что силы, действующие на дренер имеют избыточный характер изменения в пределах угла заточки от 40 до 600. При угле заточки =20-260 горизонтальные составляющие силы резания достигает минимального значения, а при угле 450 и более практически становятся постоянными. Установлено, что при данных углах заточки происхолит образование уплотненного ядра. Таким образом, оптимальный угол заточки находятся в пределах меньше угла, при котором начинает образовываться уплотненное ядро и больше угла, при котором из-за увеличения силы трения о поверхность среза повышается значение горизонтальной составляющей силы резания. Исследованиями установлено, что на величину силы резания особое влияние оказывает крепление дренера к ножам кротователя.

Установлено, что шарнирное крепление дренера уменьшает вероятность образования уплотненного ядра в месте крепления. Для определения сил, действующих на дренер, рассмотрим систему сил, приложенных к дренеру /рис.5./.

Рис. 5. Схема сил, действующих на дренер

Общее усилие равно:

                          P= P1+ P2+ P3+P4                                                         /6/

где: P1 – сопротивление резанию грунта режущей кромкой;

P2 - сопротивление сжатию грунта;

P - сопротивление трению грунта о рабочую поверхность заточки;

P4  - сопротивление трению о цилиндрическую поверхность.

Сопротивление резанию грунта режущей кромкой дренера равно:

                                           Р1 = 2Р1 F1                                                                 /7/

где: Р1 – удельной сопротивление резанию грунта режущей кромкой дренера;

F1 – площадь режущей кромки одного дренера;

Сопротивление сжатию грунта:

                                          Р2 = 2F2                                                       /8/

где:  – напряжение сжатия при смещении грунта дренером;

F2 – площадь рабочей поверхности дренера.

Сопротивление трения грунта о рабочую поверхность:

                           Р3 = 2fР2                                                                 /9/

где: f – коэффициент трения грунта о стык.

Сопротивление трения грунта о цилиндрическую поверхность:

                                    Р4 = 2fN                                                          /10/

где: N – нормальное давления грунта на цилиндрическую поверхность дренера. Таким образом,

P= P1+ P2+ P3+P4  = 2(Р1 F1+ F2+fР2 + fN)                                   /11/

Для упрощения расчетов принимаем:

Р1 = const; Р4 = const; тогда

             P =                    или              P =            /12/

где: N – нормальное давления грунта на рабочую поверхность клина;

 - угол трения клина о грунт.

      Ph= 2  = 2                                            /13/

или

            Ph=                                                               /14/

или после преобразований

           Ph=                                         /15/

Принимая, что напряжения сжатия -  пропорциально максимальной деформации – l, тогда

                                                = k2 l                                        /16/

где: k2 – коэффициент сопротивления грунта резанию.

Максимальная деформация имеет направление скалывание грунта –, тогда проекция максимальной деформации равна:

l=                                                                                                 /17/

Подставив в уравнение /17/ значение угла – получим:

                                             = 900                                      /18/

l=                                                                                     /19/

Напряжение сжатия будет

 =                                                                                     /20/

Подставив значение - в уравнение /15/, получим

                                                          /21/

Оценка влияния угла заточки на горизонтальную составляющую силы резания в зависимости от образования уплотнительного ядра, именно в пределах изменения угла заточки-  = 30 – 600 показывает, что угол заточки должен быть менее 300. Влияние угла заточки на вертикальную составляющую силы резания по отношению к плоскости среза определим, спроектировав все действующие силы на ось перпендикулярную к продольной плоскости среза рабочего органа.

                                                PV = 2P2 cos – P3 sin                                      /22/

Зависимость /22/ представим в виде:

                                          PV= cos(                                             /23/

Подставив значение Р2 в уравнение, получим:

                                  /24/

или

                     /25/

При образовании перед дренером уплотненного ядра, необходимо угол заточки дренера - земенить на угол уплотненного ядра  = 450 -  , а угол трения  грунта о сталь на угол трения  грунта о грунт.

Литература:

1.      Данатаров А. Технология нарезки аэрационного дренажа и эффективность его работы в условиях аридной зоны. Дис. канд. тех. наук. Киев. -1994г. с.100-107.

2.      Данатаров А. Методика проведения нарезки аэрационного дренажа в полевых условиях.  Совершенствование технологии и технических средств в сельскохозяйственном производстве. В сб. научных трудов ТСХИ. 1995г. т.39. вып.4.   –с. 28-31.

3.       Данатаров А. Методика исследования устойчивости аэрационного дренажа. Совершенствование технологии и технических средств в сельскохозяйственном производстве.   В сб. научных трудов ТСХИ. 1995г. т.39. вып.4.   –с. 50-54.

4.       Данатаров А., Сапаров К.Б. Устройство аэрационного дренажа в аридной зоне. Мелиорация и водное хозяйство. Международный научный журнал №2. Москва. 1994г. -с. 24-25.

5.      Данатаров А. Аккумулирующая способность воды аэрационного дренажа в аридной зоне. Международный научно-практический журнал №1. Проблемы освоения пустынь. 1999г. –с.85-89.

 

Основные термины (генерируются автоматически): уплотненное ядро, угол заточки, рабочая поверхность, угол скалывания, режущая кромка, грунт, горизонтальная составляющая сила, максимальная деформация, цилиндрическая поверхность, Напряжение сжатия.


Похожие статьи

Определение сопротивления движению дренера в грунте

Увеличение горизонтальной составляющей сопротивления почвы при увеличении угла заточки дренера от 270 до 330 наших опытах, связано с началом образования уплотненного ядра почвы перед клином.

Кротование грунтов пассивными рабочими органами

Ядро вторичного типа перемещается по поверхности рабочего органа, уплотняя вытесняющий грунт вплоть до его разрушения.

Сравнительный анализ двух методов определения суммарной деформации сдвига в рабочих пространствах двухроторных смесителей с...

Напряженно-деформированное состояние режущей части...

В результате действия температурной нагрузки, режущая часть сверла подвергается деформации и напряжению.

Для сверла была принята следующая геометрия заточки: 2φ (угол при вершине) = 118°; ψсв. (угол наклона поперечной режущей кромки) = 52°; α (задний...

Изучение деформации почвы в зависимости от основных...

Уменьшение угла продольного скалывания приводит к увеличению зоны распространения деформации почвы впереди лапы.

Применение прямой задачи динамики к определению рабочей поверхности рыхлительной лапы.

Методы расчета общей устойчивости цилиндрических оболочек...

У подкрепленных вдоль образующих цилиндрическими панелями оболочек при действии центрального или внецентренного сжатия

δ1 и φ1 – перемещение и угол поворота основной оболочки на участке подкрепляющей панели при действии единичной силы в направлении...

Методика лабораторных исследований разрушения грунта...

На величину скалывания значительное влияние оказывает параметры клинообразного кротователя: угол заточки; длина цилиндрической части; диаметр и задний угол. Усилие резания грунта состоит из вертикальной и горизонтальной составляющих...

Обоснование параметров комбинированного рыхлителя для...

Углы заточки и установки ко дну борозды вертикального ножа влияют на его тяговое сопротивление.

Почва будет перемещаться по ножу, если касательная составляющая нормальной силы будет больше, чем максимальная сила трения почвы о его поверхность .

Теоретическое исследование отгиба стеблей в процессе их...

hРА – высота установки режущего аппарата над поверхностью поля, м.

α – угол наклона режущей кромки сегмента к оси его симметрии, град.

Как видно из рисунка 2, величина максимально возможного диагонального отгиба (qMAX) составит.

Изменение угла сдвига при повышении скорости шлифования

На основе исследований процессов шлифования и затачивания изучено изменение угла сдвига и коэффициента трения при взаимодействии алмазных зерен с обрабатываемой поверхностью, позволяющие

Изменение сопротивления движению дренера в зависимости от угла заточки.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Определение сопротивления движению дренера в грунте

Увеличение горизонтальной составляющей сопротивления почвы при увеличении угла заточки дренера от 270 до 330 наших опытах, связано с началом образования уплотненного ядра почвы перед клином.

Кротование грунтов пассивными рабочими органами

Ядро вторичного типа перемещается по поверхности рабочего органа, уплотняя вытесняющий грунт вплоть до его разрушения.

Сравнительный анализ двух методов определения суммарной деформации сдвига в рабочих пространствах двухроторных смесителей с...

Напряженно-деформированное состояние режущей части...

В результате действия температурной нагрузки, режущая часть сверла подвергается деформации и напряжению.

Для сверла была принята следующая геометрия заточки: 2φ (угол при вершине) = 118°; ψсв. (угол наклона поперечной режущей кромки) = 52°; α (задний...

Изучение деформации почвы в зависимости от основных...

Уменьшение угла продольного скалывания приводит к увеличению зоны распространения деформации почвы впереди лапы.

Применение прямой задачи динамики к определению рабочей поверхности рыхлительной лапы.

Методы расчета общей устойчивости цилиндрических оболочек...

У подкрепленных вдоль образующих цилиндрическими панелями оболочек при действии центрального или внецентренного сжатия

δ1 и φ1 – перемещение и угол поворота основной оболочки на участке подкрепляющей панели при действии единичной силы в направлении...

Методика лабораторных исследований разрушения грунта...

На величину скалывания значительное влияние оказывает параметры клинообразного кротователя: угол заточки; длина цилиндрической части; диаметр и задний угол. Усилие резания грунта состоит из вертикальной и горизонтальной составляющих...

Обоснование параметров комбинированного рыхлителя для...

Углы заточки и установки ко дну борозды вертикального ножа влияют на его тяговое сопротивление.

Почва будет перемещаться по ножу, если касательная составляющая нормальной силы будет больше, чем максимальная сила трения почвы о его поверхность .

Теоретическое исследование отгиба стеблей в процессе их...

hРА – высота установки режущего аппарата над поверхностью поля, м.

α – угол наклона режущей кромки сегмента к оси его симметрии, град.

Как видно из рисунка 2, величина максимально возможного диагонального отгиба (qMAX) составит.

Изменение угла сдвига при повышении скорости шлифования

На основе исследований процессов шлифования и затачивания изучено изменение угла сдвига и коэффициента трения при взаимодействии алмазных зерен с обрабатываемой поверхностью, позволяющие

Изменение сопротивления движению дренера в зависимости от угла заточки.

Задать вопрос