2.2.3. Анализ процесса перевода плуга из рабочего

положения в транспортное

Процесс перевода плуга из рабочего положения в транспортное осуществляется гидросистемой трактора. Если считать, что объемный коэффициент полезного действия насоса в процессе подъема – величина неизменная, то продолжительность подъема можно рассчитать по формуле

, (2.17)

где l_ш – ход штока, м; V – скорость выдвижения штока, м/с; d – диаметр поршня, м; Q – расчетная производительность насоса, м³/с; η₀ – объемный КПД (η₀ = 0,95…0,96).

Усилие S, возникающее на штоке гидроцилиндра при подъеме машины, вычисляют по выражению

(2.18)

где М_с – момент сопротивления от сил, действующих на плуг при подъеме (относительно мгновенного центра вращения плуга π);

L – плечо силы S относительно оси вращения звена 8–3, к которому приложена сила S; η – к.п.д. механизма (в приближенных вычислениях η=1);

u – передаточное отношение механизма ;

–передаточное отношение четырехзвенника 1–6–7–3;

a₁ – перпендикуляр на звено 7–6 из центра вращения звена 1–6 (на рисунке 2.9 условно не показан);

b₁ – перпендикуляр на звено 7–6 из центра вращения звена 3–7 (на рисунке 2.9 условно не показан);

–передаточное отношение четырехзвенника 1–5–9–2;

l – длина звена 1–5;

λ – расстояние от точки 5 до π.

Рассмотрим определение передаточного отношения механизма u, предложенного Г.Д. Терсковым. Все элементарные механизмы Г.Д. Терсков разделил на четыре группы в зависимости от того, какое звено является ведущим, а какое ведомым (рисунок 2.10).

Рисунок 2.10 – Определение передаточного отношения механизма u,

методом Г.Д. Терского

Ведущим называют звено, к которому приложены активные силы S; ведомым – звено, к которому приложены силы сопротивления N.

При этом методе искомая активная сила

где М_с – момент от сил сопротивления,

h_i – плечо силы сопротивления N_i (перпендикуляр из центра вращения звена, к которому приложена сила N_i, на направления действия этой силы);

L – плечо активной силы S (перпендикуляр из центра вращения звена, к которому приложена сила S на направление этой силы);

u – передаточное отношение механизма;

η – КПД механизма.

В четырехзвенном механизме различают:

кривошип – звенья, имеющие постоянный центр вращения;

шатун – звено, не имеющее постоянного центра вращения;

стойку – неподвижное звено.

Если ведущим звеном является один из кривошипов, а ведомым другой кривошип четырехзвенника, то механизм относят к первой группе. В этом случае:

, (2.19)

где ω – угловая скорость вращения ведущего звена, рад/с; ω_c – угловая скорость вращения ведомого звена, рад/с; a – перпендикуляр на шатун из центра вращения ведомого звена, м; – перпендикуляр на шатун из центра вращения ведущего звена, м.

Если ведущим является шатун, а ведомым один из кривошипов, то механизм относят ко второй группе. В этом случае:

(2.20)

где λ – расстояние от шарнира, соединяющего ведущее и ведомое звенья, до мгновенного центра вращения шатуна π, расположенного на пересечении перпендикуляров к скоростям конечных точек шатуна, м;

l – длина ведомого звена, м.

Если ведущим является один из кривошипов, а ведомым – шатун, то механизм относят к третьей группе. В этом случае:

(2.21)

где λ – расстояние от шарнира, соединяющего ведущее и ведомое звенья, до мгновенного центра вращения шатуна, м;

l – длина ведущего звена, м.

Если ведущее и ведомое звенья жестко связаны между собой, то механизм относят к четвертой группе. В этом случае ведущее и ведомое звенья вращаются с одинаковой угловой скоростью и, следовательно, u=1.

Иногда ведущее и ведомое звенья связаны между собой не простейшим четырехзвенным механизмом, а сложной кинематической цепью.

Тогда , (2.22)

где u₁, u₂,…, u_n – передаточные отношения элементарных четырехзвенников, входящих в кинематическую цепь.

Таким образом, общее передаточное отношение сложного механизма определяется путем разделения этого механизма на простейшие четырехзвенники, определения их групп и подсчета их передаточных отношений.

Если же мгновенный центр вращения машины на чертеже не располагается, то усилие S (см. выражение 2.18), возникающее на штоке гидроцилиндра, удобнее определить, пользуясь методом Н.Е.Жуковского.

Для того, чтобы разгрузить чертеж (рисунок 2.9), план скоростей построен вне механизма навески.

Скорость точки 5 в произвольном масштабе изображена отрезком V–5′ (вектор скорости проведен из полюса V параллельно звену 1–5). Затем из полюса плана проведена линия V–9′, параллельная звену 2–9, а из точки 5′ – линия 5′–9′, параллельная звену 5–9. Точка 9′ пересечения этих линий определяет конец вектора скорости точки 9 механизма навески. На отрезке 5′–9′ построен треугольник, подобный треугольнику 5–9–М. Вектор представляет собой скорость центра тяжести плуга.

Вектор скорости точки 6 будет меньше вектора скорости точки 5 настолько, насколько звено 1–6 меньше звена 1–5.

Скорость точки 7 можно рассматривать как составляющую

Поэтому из полюса плана скоростей проведена линия V–7′, параллельная звену 3–7, до перечисления с линией 6′–7′, проведенной из точки 6 параллельно звену 6–7. На отрезке V–7′ построен треугольник, подобный треугольнику 3–7–8. Так определен вектор скорости точки 8, к которой приложена сила S. Без учета сопротивления пластов

(2.23)

Откуда

(2.24)

Мощность, потребная на привод насоса

(2.25)

где Р – давление в гидросистеме, Па:

(2.26)