Міністерство освіти і науки України

ДВНЗ «Криворізький національний університет»

Кафедра підйомно-транспортних машин

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання практичної роботи №6

Розрахунок тягового опору плуга і витрат потужності фрези для обробки грунту

з дисципліни “Меліоративні машини та обладнання”

для спеціальності 6.050503 “Підйомно-транспортні, дорожні, меліоративні машини і обладнання”

Кривий Ріг

2014 р.

Практична робота №6.

Тема: Розрахунок тягового опору плуга і витрат потужності фрези для обробки грунту.

Мета практичної роботи – вивчити сили, що діють на плуг та фрезу для обробки грунту, та навчитися вести розрахунки тягового опору плуга і витрат потужності фрези, що виникають при їх роботі.

Загальні теоретичні відомості.

1.1.Класифікація спеціальних плугів.

Первинна обробка меліорованих земель - оранка, боронування, розпушування, планування, ущільнення. Для її виконання використовують спеціальні плуги, борони, грунтообробні фрези, розпушувачі, катки, планувальники.

Чагарниково-болотні плуги призначені для первинної оранки на глибину 30 ... 50 см знову освоюваних земель після їх осушення і видалення деревно-чагарникової рослинності.

Плантажні плуги призначені для передпосадкової оранки грунту під сади і виноградники на глибину 40 ... 80 см. Оскільки в таких умовах навантаження на робочі органи зростає, а камені і дрібні абразивні частки, що зустрічаються в грунті, прискорюють їх знос, плуги постачають посиленими корпусами, живцевими ножами і міцною рамою.

Ротаційні плуги призначені для обробки важких і перезволожених грунтів на глибину до 30 см.

1.2.Сили, що діють на плужний корпус.

Під час роботи на плужний корпус діють елементарні нормальні й дотичні сили, які в різних точках його робочої поверхні мають різний напрямок і значення, тобто є просторовою системою сил. Така система не може бути зведена до однієї рівнодійної сили. Із теоретичної механіки відомо, що в загальному випадку просторова система сил може зводитися до головного вектора і головного моменту. Така силова характеристика плужного корпусу складна і незручна для вирішення деяких практичних завдань.

Для визначення стійкості руху плуга за глибиною і шириною захвату, тиску на польову дошку тощо слід знати триплощинну силову характеристику, тобто значення, напрямок і точку прикладання сил до плужного корпусу в трьох площинах проекцій.

У площинах координат хОу, хОz, уОz сумарну дію елементарних сил опору ґрунту можна подати однією результуючою силою певного значення і напрямку.

При переміщенні плужного корпусу в напрямку осі х у горизонтальній площині хОу (рис. 6.1, а) сумарна сила , у поздовжньо-вертикальній площині хОz (рис. 5.1, б) сила , у поперечно-вертикальній площині уОz (рис. 5.1, в) сила .

Напрямки дії сил відповідно становлять:

; ;

Рис. 6.1. Силова характеристика плужного корпусу в площинах: а — горизонтальній (хОу); б — поздовжньо-вертикальній (хОz); в — поперечно-вертикальній (уОz).

Плечима цих сил відносно носка лемеша відповідно є l_xy, l_xz, l_yz, які визначаються графічним способом.

Усі ці параметри можна визначити просторовим динамометруванням плужного корпусу, результати якого показали наступне.

Сила R^′_xy, що діє в горизонтальній площині, напрямлена під кутом θ = 15…25° до осі х, а плече l_xz = (0,3…0,5)·b, де b — ширина захвату корпусу.

Сила R^′_xz, що діє в поздовжньо-вертикальній площині, напрямлена під кутом ψ = ± 12° до осі х. За додатного значення кута ψ плече l_xz = 0,5·а і за від’ємного — l_xz=0,33·а, де а — глибина оранки.

Сила R^′_yz, що діє в поперечно-вертикальній площині, напрямлена під кутом ξ=± 45° до осі у. За додатного значення кута ξ плече l_yz = 0,5·b, а за від’ємного — l_yz = 0,75·b.

Отримані числові значення кутів θ, ψ, ξ, під якими напрямлені сили R^′_xy, R^′_xz і R^′_yz, просторовим динамометруванням, а також залежностями, що випливають із рис. 6.1, дають змогу встановити числові залежності між силами R_x, R_y, R_z.

Так, підставивши значення кута θ у формулу , отримаємо

Підставивши значення кута ψ у формулу R_z=R_x·tgθ, дістанемо

Отже, знаючи значення однієї з трьох сил, можна легко обчислити значення двох інших. Для цього найзручніше користуватися силою R_x, оскільки вона є тяговим опором плужного корпусу і її значення можна визначити при динамометруванні плуга.

Тяговий опір плуга залежить від технологічних, фізико-механічних властивостей ґрунту, глибини оранки, типу і параметрів робочих поверхонь, швидкості руху плуга та гостроти леза лемеша.