6.2. Траектория движения ножей прореживателей и их кинематический режим

В отличие от ножей фрез, ножи прореживателей вращаются в плоскости, перпендикулярной к направлению движения (рис. 6.5).

Через время t обойма перемещается из О в О_i, нож повернется на угол ωt. Точка А из А₀ перейдет в А_i, и ее координаты запишутся:

Рис. 6.5

x_i = Vt, (6.13)

y_i = r cos ωt, (6.14)

z_i = – r sin ωt. (6.15)

где r – радиус прореживателя, r=ОА₀

Это относится к случаю, когда ножи расположены перпендикулярно направлению движения.

В общем же случае, когда ножи располагаются под углом θ неперпендикулярно к направлению движения, т.е. ось вращения располагается под углом 90°, заменив t на φr/u, ωt на φ, u / υ = , получим

x_i = r ( – cos φ cos θ), (6.16)

y_i = r cos φ sin θ, (6.17)

z_i = – r sin φ. (6.18)

Приведенные уравнения описывают траектории движения точки А по винтовым линиям. Шаг их оказывается тем меньше, чем меньше показатель кинематического режима.

Он описывается формулой

 = 2 πr (1 – ε₁)/(zS_н), (6.19)

где ε₁ = (1 – S_н/S_z), ε₁ – коэффициент прореживания, S_н – длина лезвия ножа, S_z – подача, z – число ножей.

Вопросы для самоконтроля:

1. Приведите схему движения ножа фрезы.

2. Приведите расчет траектории движения ножа фрезы.

3. Приведите схему движения прореживателя.

4. Приведите расчет траектории движения прореживателя.

5. Приведите расчет шага прореживателя.

ЛЕКЦИЯ 7

ЭНЕРГЕТИКА ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ

РАБОЧИХ ОРГАНОВ

7.1. Энергетика отвального плужного корпуса.

7.2. Энергетика рыхления почвы безотвальным плужным корпусом

7.3. Энергоемкость работы режущей кромки лезвия

7.1. Энергетика отвального плужного корпуса

Действующие на рабочую поверхность плужного отвального корпуса силы наиболее наглядно и просто представлены графическим методом, предложенным Г.Н. Синеоковым. При этом методе рассматриваются действующие на корпус силы в горизонтальной, продольно-вертикальной и поперечно-вертикальной плоскостях. Здесь рассмотрены силы лишь в двух первых плоскостях, поскольку этого вполне достаточно для уяснения сути рассматриваемого вопроса.

Схема сил, действующих на корпус в горизонтальной плоскости, представлена на рис. 7.1. Экспериментально определенная точка О приложения горизонтальной F_x и боковой F_y составляющих элементарных сил находится на l_xy ≈ 0,4 b, где b – захват корпуса. Угол  = 15°…25° в зависимости от условий работы. Поэтому:

F_y = F_x tg (15°…25°) ≈ 0,35 F_x, (7.1)

F_x = каb или F_x = 0,7 F_пл/n, (7.2)

где к – удельное сопротивление почвы, Па; а – глубина пахоты, м; 0,7 – КПД плуга; F_пл – сила сопротивления его, Н; n – число корпусов.

Сила F_y стремится прижать корпус к стенке борозды. Она относится к паразитным силам. Из-за нее приходится устанавливать полевые доски на корпуса, сила трения которых составляет более 15% от силы F_пл.

Среднюю силу F_y, которая действует на стенку борозды с учетом угла трения φ почвы, находим по рис. 7.1:

F_y = F_x tg [90° – (γ + φ)], (7.3)

сила трения

F_т = F_y tg φ = ƒ F_y, (7.4)

где ƒ – коэффициент трения.

Схема сил, действующих на корпус в продольно-вертикальной плоскости, представлена рис. 7.2. Сила F_xz может быть направлена под углом φ = +12°, когда на корпусе установлен неизношенный (новый) лемех, и φ = –12°, когда лемех на лезвии имеет фаску износа, которую принято называть затылком. При этом в первом случае l_xz = 0,5 а, во втором l_xz = 0,33 а, где а – глубина пахоты. Зная это:

F_z = F_x tg φ = F_x tg (12)  0,25 F_x. (7.5)

Рис. 7.1 Рис. 7.2

З

Рис. 7.3

десь важно иметь в виду, что сила F_z имеет двойное значение, т.е. +F_z заглубляет корпус в почву, а –F_z – выглубляет. Это непосредственно связано с технологической устойчивостью хода плугов по глубине хода. С увеличением –F_z она ухудшается. По данным Е.П. и В.Е. Огрызковых, это можно снизить, например, путем установки полевой доски на плужном корпусе не в вертикальной плоскости, а с наклоном к стенке борозды. В этом случае составляющая F_б давления на полевую доску будет способствовать заглублению плуга, снижая выглубляющую корпус силу –F_z. Если учесть, что сила F_δ = 0,35, F_x = 0,35 каb = 50000 · 0,25 · 0,35 = 4375 Н, а угол наклона α полевой доски к вертикали (рис.7.3) принять равным 20°, то получим:

F_бz = F_б tg α = 1421 Н.

Отсюда следует, что постановкой полевой доски под углом к вертикали можно в значительной степени уменьшить выглубляющие силы корпусов при образовании затылочных фасок износа («затылков») на лезвиях лемехов. К сожалению, этот полезный момент не используется промышленностью.