4. Определение сил, действующих на навесной плуг во время работы

На навесной плуг во время работы действуют следующие силы:

• в продольно - вертикальной плоскости: сила тяжести Gn, реакция почвы на рабочие поверхности корпусов Rxz, сила трения полевых досок о стенки борозд Fx, реакция почвы на опорное колесо Rk и сила тяги R₃.

• в горизонтальной плоскости: реакция почвы на рабочие поверхности корпусов Rxy, реакция почвы на опорное колесо Rkx, реакция стенок борозд на полевые доски Rб и сила тяги R5.

Для определения реакции почвы на рабочие поверхности корпусов Rxz и Rxy рассчитывают тяговое сопротивление плуга по формуле: (2.23) [1].

Rx = K*a*B; (2.10)

где В - ширина захвата плуга, м.

Rx =60000*0.4*0.25*4=24000 H

Реакцию почвы на рабочие поверхности корпусов рассчитывают по формулам: (2.24) [1].

; ; (2.11)

где - угол между осью X и силойRxz, - угол между осью X и силойRxy.

H; H;

Направления действия сил Rxz и Rxy находят по следующим зависимостям: (2.25) [1].

; ; (2.12)

; ;

По данным Г.Н. Синеокова, вертикальная составляющая сила Rz от силы Кx, боковая составляющая Ry, от силы Rx равна: (2.26) [1].

Rz=0.2*Rx; Ry=0.35*Rx. (2.13)

Rz=0.2*24000=4800 H; Ry=0.35*24000=8400 H.

Сила трения полевых досок о стенки борозд зависит от боковой составляющей силы сопротивления корпуса Rx и коэффициента трения f: (2.27) [1].

Fx=f*Ry; (2.14)

Fx =0.5*8400=4200 H.

Реакцию Rk на опорное колесо плуга, реакция стенок борозд на полевые доски Rб и сила тяги Fxz и Fxy определяем графическим способом. Для этого определяются точки приложения всех сил.

• Точка 1 - точка приложения силы тяжести плуга Gn. Ее координаты соответствуют координатам центра масс плуга.

• Точка 2 - точка приложения реакции почвы на рабочие поверхности корпусов. Реакция почвы прикладывается к среднему корпу­су на расстоянии 0.5a от дна борозды.

• Точка 3 - точка приложения реакции Rб, стенки борозды на полевые доски Сила R6 приложена к концу полевой доски среднего корпуса под углом трения к нормали.

• Точка 4 - точка приложения реакции RK на опорное колесо, отклонен­ной от нормали на угол ^’=arctgи проходящей через центр колеса. Точка 4 расположена на ободе колеса.

К выбранным точкам 1,2 3, 4 прикладываются все найденные аналитиче­ским путем силы и силы Rk и Rб. Отдельно для вертикальной и горизонтальной проекции схемы пахотного агрегата строятся силовые многоугольники.

В выбранном масштабе из точки Ов, проводят вектор силы Gn, из его конца - вектор силы Rxz. Соединяя начало вектора Gn, с концом вектора Rxz получают значение и направление равнодействующей этих сил R₁. На схеме плуга через точку 5 пересечения линий действия сил Gn, и Rxz. проводят прямую параллельную силе R₁ до пересечения ее с направлением си­лы Fx в точке 6. На многоугольнике сил из конца вектора R₁, откладывают вектор силы Fx. Их сложение дает равнодействующую R₂.

На схеме плуга через точку 6 проводят линию, параллельную силе R₂ до пересечения ее с линией действия силы Rk в точке 7. Точка 7 - это точка при­ложения равнодействующей R₃ все сил сопротивления плуга: Gn, Rxz, Rб и Rk. Она уравновешивается силой тяги Fxz, которая проходит через точку 7 и мгно­венный центр вращения плуга . Соединив точки 7 и л прямой, получим линию действия сил R₃ и Fxz.

Значения сил Rk и Fxz определяют по многоугольнику сил. Для этого, из конца вектора R₂ проводят прямую, параллельную линии действия силы Rk, а из начала вектора Gn - прямую, параллельную линии л - 7. Точка их пересечения даст отрезки, которые в принятом масштабе определяют силы Rk и Fxz.

Для горизонтальной проекции полюс силового многоугольника выбирается в точке Ог. Из полюса в принятом масштабе откладывают вектор силы Rxy и суммируют с силой Rkx определяемой по формуле: (2.29) [1].

Rkx=Rk*sin’; (2.15)

Rkx= 6760*sin 10⁰=1173 H.

На схеме плуга из точки 8 Rxy и Rkx, параллельно их равнодействующей R₄, проводят прямую до пересечения с линией действия силы Rб в точке 9. Точку 9 соединяют с точкой О', определяя таким образом линию действия силы тяги Fxy. В многоугольнике сил через начало и конец силы R₄ проводят линии, па­раллельные направлениям О' - 9 и Rб на схеме плуга. Точка их пересечения оп­ределит значения сил Rб и Fkx. Разложив силу Fkx по направлениям О'Д', О'С_n и О'С_л, по пучим усилия Рв, Р_нл и Р_нп в звеньях механизма навески.

Проекции сил Fxz и Fxy на ось X должны быть равны. В противном случае следует сделать корректировку за счет силы Fx. Реакция Rб должна быть про­порциональна силе Ry, т. е: (2.30) [1].

Ry=Rб*cos; (2.16)

Ry=Rб*cos=8940*cos26.5=8000 H.

Т.к. нет такого равенства, то для обеспечения устойчивости хода плуга по ширине захвата следует изменить давление на полевые доски изменением по­ложения прицепа. Это расстояние составляет 60 мм.