4. Расчет сил, действующих на рыхлитель

В процессе работы на зуб рыхлителя (без толкача) действуют следующие на­грузки:

Горизонтальная составляющая сопротивление грунта резанию определим по формуле

R_х=Т_н∙К_н∙К_д, (4.1)

где – коэффициент использования тягового усилия, принимаем [8], стр. 53;

– коэффициент динамичности, принимаем , [8], стр. 53;

- номинальное тяговое усилие трактора на низшей передаче, ;

, (4.2)

где – масса рыхлительного оборудования с тягачом, ;

 – коэффициент использования тягового усилия. Принимаем _кр.н= 0,8;

, (4.3)

где – масса тягача по техническим параметрам трактора;

Тогда

Боковая составляющая

(4.4)

R_y=0,4∙153,5∙0,8=49,12 кН.

На передний рыхлительный орган действует сила R_п.о. она состоит из горизонтальной составляющей R_г, препятствующей движению вперед, и вертикальной выталкивающей силы R_в. Примем, что сила силаR_п.онаправлена радиально по биссектрисе угла контакта _к.

R_в= R_п.оcos(_к/2); R_г= R_п.оsin(_к/2), (4.5)

Значение R_п.онайдем по формуле

R_п.о= k₀b_пkk_н.р, (4.6)

где k₀ – коэффицинт удельного сопротивления грунта рыхлению. Принимаем для грунта пятой категории k₀ = 500 кПа;

k_н.р– коэффициент, учитывающий неполное рыхление площади поперечного сечения захватапередним рыхлительным органом. По аналогии с рыхлительным оборудованием принимаем 0,6.

Тогда

R_п.о = 500 · 0,075 · 0,25· 0,6 = 5,625 кН;

R_в= 191cos(45/2) = 176,29 кН;

R_г= 191sin(45/2) = 73,15 кН.

Усилия заглубления определим из условия вывешивания задней части трак­тора на зубе рыхлительного оборудования (рисунке4.1).

Рисунок 4.1 – Схема заглубления рыхлительного оборудования

Находим силы тяжести тягача и рыхлительного оборудования:

G_тр=g∙m_тр; (4.7)

G_тр=9,81∙16300=159,9 кН;

G_рых=0,2 ∙G_тр; (4.8)

G_рых=0,2∙159,9=31,98 кН;

-

(4.9)

Усилия подъема зуба рыхлителя определяем из условия опрокидывания ва­зового трактора относительно ребра В при максимальной глубине рыхления (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 – Схема выглубления рыхлительного оборудования

Составляем уравнения моментов относительно точки опрокидывания В.

M_B = 0;

G_тL₁ – G_pL₃ – R_zL + R_xH_p + R_вL₇ + R_гL₈, (4.10)

R_z = (G_тL₁ – G_pL₃ + R_xH_p + R_вL₇ + R_гL₈) /L = 0

Подставив значения в зависимость (4.10) получаем значение вертикальной со­ставляющей действующей на зуб рыхлительного оборудования при выглублении рабочего органа.

R_z=(159,9∙1,74+31,98∙1,0+147,36∙0,5+176,29∙0,9+73,15∙0,15)/2,0=

=553,517 кН.

5 Тяговый расчет рыхлителя

Тяговое усилие базовой машины по сцеплению должно быть больше либо равно сумме сопротивлений , действующих на рабочий орган при разра­ботке грунта

, (5.1)

Величину тягового усилия по сцеплению определим по формуле:

(5.2)

где – масса тягача,

– масса рыхлительного оборудования,

–нормальная составляющая при разработке грунта, знаки “+” и “-” по­зволяет учитывать направления, “-” когда тягач приподымается, т. е. при заглубле­нии, “ +” при выглублении;

– коэффициент сцепления, принимаем , [8] стр. 61.

При выглублении

Сила сопротивления перемещению тягача определяем по формуле:

(5.3)

где –коэффициент сопротивления передвижению, , [8] стр. 61;

– уклон местности, принимаем ;

– горизонтальная составляющая сила резания грунта, кН.

При заглублении

–т. е. необходимо использовать толкач и работать на низшей пере­даче.

При разработке

т.е. условие выполняется.