3.5 Расчет тяговых сопротивлений основных машин

3.5.1 Расчет тяговых сопротивлений основных машин

Необходимо рассчитать тяговое усилие для машин, принятых в задаче : орудия для расчистки вырубок ОРВ-1,5, плуга лесного комбинированного ПКЛ-70А, , культиватора лесного бороздного КЛБ-1,7.

Рассчитаем тяговое усилие для выкорчевывания одного пня при расчистке вырубок орудием ОРВ-1,5 по формуле (1.10)

Rкорч = Gкорч ∙ g ∙ f + kк ∙ a ∙ b ∙ lп + Gп ∙ fп , Н

Rкорч = 1200 ∙ 9,81 ∙ 0,3 + 5 ∙ 30 ∙ 150 ∙ 0,40 + 3000 ∙ 0,4 =13731,6 Н

где Gкорч – масса корчевальной машины, 1 200 кг;

g – ускорение силы тяжести, 9,81 м/с2;

f – коэффициент сопротивления перемещению корчевальной машины (из таблицы 3.1), 0,3;

kк – коэффициент сопротивления корчеванию, учитывающий разрыв корней, трение их о почву при извлечении пня и рыхление почвы, 5 Н/см2;

а – глубина погружения клыков в почву, 30 см;

b – ширина захвата отвала корчевальной машины, 150 см;

lп – коэффициент плотности рыхления за счѐт расстояния между зубьями, 0,40;

Gn – вес перемещаемого отвалом пня и грунта, 3 000 H;

fп – коэффициент сопротивления перемещению пня, грунта, 0,4.

Таблица 3.5.1.1 – Коэффициент трения почвы о сталь

Тип почвы	Коэффициент трения, f	Влажность почвы, %
Легкие: песчаные, супесчаные	0,2-0,3	3,0-7,7
Средние (дренированные): легкие суглинистые, суглинистые	0,3-0,4	5,0-15,0
Тяжелые (временно переувлажненные): тяжелые суглинистые, глинистые	0,4-0,6	18,0-22,0
Особо тяжелые (избытачно увлажненные): болотистые, илистые, тяжелые почвы с сильным задернением	0,6-1,0	20,0

Тяговое усилие при выкорчевывания одного пня при расчистке вырубок орудием ОРВ-1,5 составило 13731,6 Н.

Рассчитываем тяговое сопротивление плуга по формуле:

R_ПЛ=R₁+R₂+R₃+R₄, Н

R_ПЛ=1324,35+2450+245+2800=6819,35 Н

где R₁- сумма сопротивлений трения при передвижении плуга в борозде.

R₁=G_пл∙g∙f, Н

R₁=450∙9,81∙0,3=1324,35 Н

где G_пл - масса плуга, 450 кг;

g – ускорение силы тяжести, 9,81 м/с²;

f – коэффициент трения почвы о металл 0,3 (приложение Ж.1);

R₂ – сопротивление почвы деформации при пахоте.

R₂=k_n∙a∙b∙n, Н

R₂=3,5∙10∙70∙1=2450 Н

где k_{n –} коэффициент удельного сопротивления почвы 3,5 Н/см² (приложение Ж.2);

а – глубина вспашки, 10 см;

b – ширина захвата корпуса плуга, 70 см;

n – количество корпусов, 1 шт;

R₃ – сопротивление, возникающее в результате сообщения кинетической энергии частицами массы пласта при отбрасывании их в сторону.

R₃ =0,1∙R₂

R₃ =0,1∙2450=245

R₄ – сопротивление, возникшее при разрыве корней (учитывается при подготовке почвы на нераскорчеванных вырубках)

R₄=µ∙∆ab, Н

R₄=200∙0,02∙10∙70=2800 Н

где µ - коэффициент, определяющий усилие на разрыв единицы площади поперечного сечения корней, 200-300 Н/см²;

∆ab – суммарное сечение корней, приходящееся на все поперечные сечение пласта, см².

В зависимости от твердости древесных пород ∆=2-5% от a∙b.

Рассчитываем тяговое сопротивление лесопасадочной машины по формуле:

Rлм = Gлм · g · f + kn · a · b · n, Н

Rлм = 900 · 9,81 · 0,3 + 3,5 · 20 · 12 · 1=3488,7 Н

где Gлм – масса лесопасадочной машины, 900 кг;

g – ускорение силы тяжести, 9,81 м/с2;

f – коэффициент трения металла о почву (Приложение Ж.1), 0,3;

kп – коэффициент удельного сопротивления почвы (Приложение Ж.2), 3,5 Н/см2;

а – глубина хода сошника, 20 см;

b – ширина сошника, 12 см;

n- количество сошников, 1 шт.

Рассчитаем тяговое усилие для культиватора КЛБ-1,7 по формуле при междурядной обработке почвы:

Rдоп = k ∙ (В – 2 ∙ e ∙ nр) , Н

Rдоп = 2200∙ (1,7 – 2 ∙ 0,20 ∙ 1)=2860 Н

где k – коэффициент удельного сопротивления дискового культива-

тора на 1 м ширины захвата (Приложение Ж.4), 2 200 Н/м;

nр – число рядов культур, обрабатываемых за один проход, 1 шт.;

В – ширина захвата агрегата, 1,7 м;

е – величина защитной зоны с каждой стороны ряда культур,

0,20 м.

Тяговое сопротивление широкозахватного агрегата, состоящего из набора одинаковых технологических машин или комбинированного агрегата, состоящего из набора различных технологических машин, рассчитываем по формуле:

R_агр=R_1∙ n₁+R_2∙ n₂+…+R_i∙n_i+R_сц, Н

R_агр=13731,6_∙ 1+6819,35∙1+3488,7∙1+0,3924=24040,0424 Н

где R₁, R₂, R_i – тяговые сопротивления технологических машин, входящих в арегат, Н;

n₁ , n₂ , n_i – количество машин, входящих в агрегат, 1 шт.

R_сц – сопротивление сцепки, 0,3924 Н.

Сопротивление сцепки рассчитываем по формуле:

R_сц = G_сц ∙f∙g, Н

R_сц = 0,20 ∙0,20∙9,81=0,3924 Н

где G_сц – масса сцепки, 0,20 кг.

f – коэффициент сопротивления качению:

- для культиваторов и лесопасадочных машин f 0,20.