Вправа 1. Розрахунок сил і енергоємності різання ґрунту однозубим розпушником

Рисунок 1- Схема діючих на наконечник(а) і переріз в ґрунті(б)

– коефіцієнт,що враховує вплив кута різання на силу різання( при куті різання);

– питома сила різання для подолання опорів грунту перед передньою гранню наконечника при куті різання,МПа;

- ширина наконечника, м;

- глибина різання, м;

- коефіцієнт, що характеризує питому силу різання для руйнування ґрунту в бокових розширеннях прорізу, МПа;

- коефіцієнт,що характеризує питому силу різання для подолання опорів грунту зрізуванню бокових ребрами наконечника,кН/м;

- кут різання,град;

- кут тертя грунту по сталі, град;

- додаткова питома сила для подолання опорів грунту площадці зносу при кульовій глибині різання, кН/м;

- різниця між граничним значенням додаткової питомої сили,кН/м;

- глибина різання,що відповідає додатковій питомій силі , м;

- розрахункова ширина площадки зносу, м;

- ширина площадки зносу, м;

- кут нахилу площадки зносу до траєкторії різання,град(приймається 10);

- коефіцієнт енергоємності різання грунту;

- коефіцієнт глибини частини прорізу, що розширяється;

- кут нахилу бокових поверхонь прорізу до поверхні різання,град.

Розрахунки

Знайдемо силу різання, що прикладена до передньої грані наконечника, кН:

h, м	Pп.г., кН
0	0
0,10	14,9
0,25	46,2
0,35	73,1

Нормальна сила різання, що прикладена до передньої грані наконечника, кН:

h, м	Nп.г., кН
0	0
0,10	1,3
0,25	4,01
0,35	6,3

Сила різання, що прикладена до площадки носу, кН:

h, м	Pпл, кН
0	2,3
0,10	7,6
0,25	11,2
0,35	12,5

Нормальна сила різання, що прикладена до площадки зносу, кН:

h, м	Nпл, кН
0	1,9
0,10	6,3
0,25	9,3
0,35	10,4

Сумарна сила різання, кН:

h, м	P, кН
0	2,3
0,10	22,5
0,25	57,3
0,35	85,5

Сумарна нормальна сила різання, кН:

h, м	N, кН
0	-1,9
0,10	-5
0,25	-5,3
0,35	-4,1

Середня сила різання, що прикладена до наконечника, кН:

h, м	Pсер., кН
0	2,3
0,10	18,7
0,25	45,7
0,35	67,2

Середня нормальна сила різання, що прикладена до наконечника, кН:

h, м	Nсер., кН
0	-1,9
0,10	-5,3
0,25	-5,5
0,35	-5,6

Площа перерізу зрізу в ґрунті, м²:

h, м	Fзр., м2
0	0
0,10	0,019
0,25	0,086
0,35	0,15

Енергоємність різання ґрунту, МДж/м³:

h, м	е, МДж/м3
0	-
0,10	0,98
0,25	0,53
0,35	0,44

Заповнимо розрахункову таблицю 1:

Таблиця 1- Результати розрахунків сил і енергоємності різання ґрунту

h, м	Pп.г., кН	Pпл, кН	P, кН	Nп.г., кН	Nпл, кН	N, кН	Pсер., кН	Nсер., кН	Fзр., м2	е, МДж/м3
0	0	2,3	2,3	0	1,9	-1,9	2,3	-1,9	0	-
0,10	14,9	7,6	22,5	1,29	6,3	-44,03	18,7	-5,3	0,019	0,98
0,25	46,2	11,2	57,3	4,01	9,3	-52,27	45,7	-5,5	0,086	0,53
0,35	73,1	12,5	85,5	6,3	10,4	-58,12	67,2	-5,6	0,15	0,44

За отриманими результатами побудуємо графіки залежності: .