13.Расчёт сил резания периметром
Сопротивление резанию ножом или ковшом землеройной машины складывается из сопротивлений, зависящих от площади поперечного сечения среза и от режущего периметра. При этом в пределах площади поперечного сечения среза они распределяются неравномерно, что должно приниматься во внимание в расчетах нагрузок на землеройные машины и при конструировании их режущих частей.
Силу резания простым острым ножом предлагается считать зависящей от трех основных геометрических факторов: ширины среза, толщины среза (глубины резания) и угла резания. Взаимодействие ножа с грунтом имеет пространственный характер.
Всю силу блокированного резания рассматриваем как сумму трех составляющих:
а) силы для преодоления сопротивления грунта передней гранью ножа Рсв, пропорциональной площади сечения прорези перед передней гранью ножа и зависящей от угла резания и крепости грунта;
б) силы для преодоления сопротивлений грунта разрушению в боковых расширениях прорези Рб0К. пропорциональной площади этих частей прорези, зависящей от крепости грунта и не зависящей от угларезания и ширины среза;
в) силы для преодоления сопротивлений грунта срезу боковыми ребрами ножа у дна прорези Рбок.ср. пропорциональной толщине среза, зависящей от крепости грунта и не зависящей от ширины среза и угла резания.
Зависимость коэф. Z от расстояния Зависимость коэф. Z от длины гори-
а между смежными зубьями. зонтального профиля L.
Относительное уменьшение усилит резание при различных схемах установки зубьев по сравнению с резанием без зубьев при глубине резания h=const и длине режущей кромки
L=const характерезуеться коэффициентом:
Z=P3/P,где
P3-усилия резания периметра с зубьями ,кН;
P-усилия резания этого периметра без зубьев ,кН;
Усилия резания для периметра с зубьями:
P3=10ch1,35+(1+2,6*L)*(1+0,0075*α)*Z, где
С-категория грунта;
h-глубина резания;
L-длина профиля;
α-угол резания;
Z-коэф. характерезующий влияние зубьев на среднем ноже.
14.Схема сил сопротивления копанию отвалом бульдозера с зубьями.
Рис. 72. Схема сил, действующих на бульдозер
Величина тягового усилия зависит не только от давления грунта, приходящегося на ходовую часть от силы тяжести машины, но также и от составляющих сил рабочих сопротивлений, направленных по нормали к грунту.Для учета влияния сил рабочих сопротивлений необходимо знать точку приложения и направление результирующей Р сум сил сопротивления.
Опыты, проведенные ВНИИСтройдормашем, показали, что точка приложения результирующей Рсум (см. рис. 72) находится на расстоянии hp от режущего- лезвия. При копании грунта плотной структуры кр = 0,ПН, при копании разрыхленного грунта и перемещении разрыхленного грунта в траншее hp—0,27H, где Н— высота отвала.
Практикой установлено, что при разработке плотных грунтов результирующая сила сопротивлений Рсум направлена под углом 12—21° вниз от горизонтали, а для разрыхленных грунтов 0—6° вниз и вверх от горизонтали.
Из анализа экспериментальных данных видно, что в связи с малыми углами наклона результирующей Рсум величина составляющей Рг (см. рис. 72) получается незначительный и для малосвязных грунтов ее можно не учитывать.
При работе бульдозера возникают не только статические, но и динамические нагрузки, которые могут превышать по величине первые.
При проектировании машин и расчетах на прочность необходимо учитывать влияние динамических нагрузок.