Тұрқы қорғаушы пневмогидравликалық жүйелі плугтар

Қазіргі заманғы жоғары өнімділікті плугтар, тасты жерлі топырақты ақаусыз жұмыс істеуші, тұрқыны жеке қорғау үшін пневмогидравликалық құрылғы болу шарт. Осындай жүйенің негізгі түйіні – тұрқы, грядель, жүйе мен соташық тұтқасымен байланысқан поршень және газды гидроаккумулятор.

Тұрқы плугының пневмогидроаккумулятормен рұқсат етілген энергия есебінен кедергіге кездеспес бұрын жерді қопару тереңдігінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Плуг тұрқысының тепе-теңдік шарты:

M = Fho =πd²p1ho/4 –Rlo+Ne- Gro-Mтр

Мұнда

F – гидроцилиндр соташығындағы күш;

d-поршень диаметрі (гидроцилиндр);

p- гидроцилиндр қысымындағы қысым;

R- плуг тұрқысының тартылу қарсылығы;

G- тұрқа және онда орналасқан топырақ салмағының күші;

N- тіреу реакциясы;

Lo,е, ro, һо- күш салу ені;

Mтр- - топсадағы үйкеліс күшімен пайда болатын момент.

Плуг тұрқысының қарсыласу күші топырақ негізінің физика-механикалық тұрақсыздығынан өзгеріске ұшырайды, ал кедергілермен кездескенде, одан да көбейіп ондай жағдайда сақтандырғыш жұмыс істейді.

Тұрқы аяғына және ең горизонтальді бағытталған күш, гидроцилиндрден жұмысшы сұйықты пневмогидроаккумуляторға ығыстырып, кедергілерден шығып, тұрқыны тереңдетеді және газды сығады.

Газдың сығылуы өзімен политропты үрдісті білдіреді. Ол мына теңдеуге ие болады.

P1V1х = p1 (V1-πd² s / 4) х = p2 (V1- π²d s max /4 )х,

Мұнда s және s max – поршеньнің ағымды және максималды орын ауыстыруы;

p1 және p2 - пневмоаккумулятордағы ағымды және есептелген қысым;

х = 1 ...1,4 – политроп сығылуының көрсеткі;

V1- газ көлемі.

Плуг тұрқысы кедергіні өткеннен кейін одан да тереңдей түседі, себебі қарсыласу бір шамалы төмендеді және сақтандырғыш гидроцилиндрмен пайда болған ағымды момент мәні қарсыласу моментінен асып түсті. Тұрқының тереңдеуі кезінде өзімен политропты үрдісті көрсететін газдың ұлғаюы байқалады. Пневмогидроаккумуляторды кезеңді зарядтауды қамтамасыз ететін жинақтаушы энергия ретінде пайдаланады. Изотермиялық үрдіс кезінде жобаланған заряд қысымының қысымы мен санаты жүйедегі қысымның минималды жұмысына сәйкес болуы қажет, ол аккумулятор камерасы жұмысшы сұйықтығымен босатылу керек.

Пневмогидроаккумулятор зарядының жобаланған қысымы:

p1-p (1-1/k ) p 1/k ,

зар раз

мұнда р зар, р раз – заряд пен санат соңындағы қысым;

k= 1,4 – адиобат көрсеткіші.

Жұмысшы қысымы кезіндегі пневмогидроаккумулятордағы газ көлемі

Vr = ∆V- (p2/pmin) 1/ k

Мұнда

∆V – аккумулятордағы сұйық көлемінің өсуі;

Pmin - жұмыс үрдісіндегі минималды қысым.

Роторлық бөлікті плуг

Ауыр ылғалданған топырақты өндеу үшін бөлікті роторлы құрастырылған плуг қолданылады. Мысалы, ПЛН-3-35 сериялы базада 1,4 класты тракторға гидрожүйелі таңдалған қуатты тракторын таңдаған жөн. Ротордың берілісі үшін плуг гидромотордан құралушы гидрожүйемен қамтылған, ағын бөлуші және жұмыс сұйығының ағынын реттеуші. Суқоймадағы жұмысшы сұйық сорғыш гидрожүйелерінің таңдалған қуатын үш бөлетін ағын басқарушы реттығын арқылы гидромоторға түседі. Жұмысшы қысым сақтандырғыштағы клапан жүйесімен шектеледі.

Жүйеде сұйықты салқындату және сүзгі орналастыру қарастырылған. Құрастырлған плугта гидрожетекті қолданғанда металл сиымдылығын төмендетуге, конструкцияны біршама ескермеуге және топырақтың күйіне байланысты ротордың айналу жиелігін біршама өзгертуге мүмкіндік береді.

Плуг роторындағы гидрожетек динамикасын зерттеу қолданушы қуат табуға мүмкіндік бере отырвп, машина өнімділігіне гидрожетек реттелуін есептеуге болады. Ол арқылы басқарушы жүйемен жұмыс параметрлерінің элементтерін байқауға болады.

Бірыңғайлы жердегі белсенді жұмысша ротор жұмыстарын механикалық және гидравликалық тепе-теңдеуімен келтіруге болады;

Nr = Q ∆p + No;

NM = I ω dω + ∆Nc,

dt

мұнда

Nr және NM – сәйкес гидравликалық және механикалық қуат;

∆p – қысым түсуі;

Q – сұйық шығыны;

Nc – үйкелісті өтуші қуат;

I – инерция моменті;

∆Nc – номиналды жылдамдықтағы қуат.

Оң жақтағы теңдеуді теңестіріп, ∆pq q – мүшесіне бөлеміз.

(Мұнда q – гидромотордың көлемдік тұрақтылығы); сонда

ω + ω0 = T d ω/ dt+∆ ωc,

мұнда ω және ω0 – бос жүріс кезіндегі және орнатылған жұмыс тәртібіне сәйкес ротордың бұрыштық жылдамдығы;

T= I ω / (∆pq) – гидрожетек уақыт тұрақтылығы;

∆ ωc = ∆Nc/ ∆pq – момент және қуат кезіндегі бұрыштық жылдамдық өсуі.

Ω мәнін мына формула бойынша анықтайды:

ω = Q∆p/(∆pq) =q ω∆p/ (∆pq)

Бос жүріс кезіндегі ротордың бұрыштық жылдамдығы (жүктелусіз)

ω0 =N0/ (∆pq)

Онда гидрожетектің дифференциалдық теңдеуі

d ω – ω / T = (ω0+ +∆ ωc)/T

dt

Интегралданғаннан кейін

ω = ω0 - ∆ ωc + се –t/T,

мұнда c= ωH – ωc.

Гидромотор білігінің айналу жиілігі мына формула бойынша анықталады:

ω = ωс + (ωH - ω0) e –t/T,

Мұнда

ωс – момент жүктемесінің бекітілген мәніндегі біліктің бұрыштық жылдамдығы.

Гидрожетек роторын (ω0=0) қозғалмайтын күйінен қосқан кезде :

ω = ωс (1- e –t/T ),

Гидромоторды жүктелусіз қосқан кезде:

ω = ω0 (1- e –t/T ).