4.2.3. Побудова плану швидкостей

Вибирається полюс в точці Т₁. Через полюс Т₁ проводяться дві прямі: одна – паралельно важелю N₁K, друга – паралельно важелю підйому N₁E до перетину з регульованим розкосом F₁E і відмічається точка. Через отриману точку проводиться пряма, паралельно фіктивній ланці КЕ до перетину з раніше проведеною прямою і відмічається точка K₁, а через неї проводиться лінія дії зусилля на штоку гідроциліндра Q. Дія сили Q згідно з рисунком 1.1 буде здійснюватися на плечі H_Q.

Через полюс Т₁ проводиться ще одна пряма, паралельно ланці N₁В до перегину зі стійкої П₁В і відмічається точка b. Через точку g, умовно прийнятої за центр ваги плуга G (центр ваги плуга у вертикальній площині приймається по висоті рівній (2/3)·H_p), проводяться прямі gП₁ і gB. Через раніше отриману точку b проводиться пряма паралельно gB до перетину з відрізком gП₁ і відмічається точка g'. До отриманої точки прикладається діюча сила ваги плуга G. Відносно полюса Т₁ вона буде розташовуватися на відстані H_G.

Відмічається точка О прикладення складової опору грунту R_zx у вертикальній площині. Вона знаходиться вище за слід центра ваги плуга на (0,2…0,4)·a. Точка О з'єднується з точками В і П₁.

Через точку b паралельно ОВ проводиться пряма до перетину з відрізком ОП₁ і відмічається точка О', куди і переноситься сила опору грунту R_zx. Дія сили R_zx буде здійснюватися на плечі H_R.

З деяким допущенням в точку О' переноситься і сила тертя польових дощок F_ПX об стінку борозни. Відносно полюса Т₁ ця сила буде діяти на плечі Н₁.

Точка Р₁ прикладення реакції грунту N_k на опорне колесо з'єднується прямими Р₁В і Р₁П₁. Через точку b проводиться пряма паралельно Р₁В до перетину з Р₁П₁ і відмічається точка Р₁'. У точку Р₁' переноситься реакція грунту N_k, дія якої відносно полюса Т₁ буде здійснюватися на плечі Н_N.

Так як при визначенні реакції фунту N_k на опорне колесо використовується рівняння суми моментів діючих на плуг сил відносно полюса Т в горизонтальній площині, то потрібно будувати план сил і в цій площині.

Порядок побудови такий:

Точка С прикладенні складових сил опору, в тому числі сили тертя польових дощок об стінку борозни, з'єднується відрізками СБ, СП і СТ. Через точку d перетину прямої СТ з поперечною планкою трикутника начіпного механізму ПБ проводиться пряма, паралельно СБ і відмічається точка С' перетину з відрізком СП. У точку С' переносяться складові сили: N_П; F_ПХ і R_xy. Відносно полюса T дія цих сил буде здійснюватися відповідно на плечах H_Nп, H_Fпх, H _Rxy.

Точка прикладення Р горизонтальної складової реакції грунту N_k на опорне колесо з'єднується відрізками РБ і РП. Через точку d паралельно відрізку РБ проводиться пряма до перетину з відрізком РП, відмічається точка Р', куди і переноситься горизонтальна складова реакції грунту N_k. Відносно полюса Т дія цієї сили здійснюється на плечі Н_Nк.

4.2.4. Визначення сил, діючих на плуг

Визначається сила ваги плуга G:

G=m_k·n·g, (2.4)

де т_к – маса плуга, яка припадає на один корпус, кг/шт.;

n – кількість корпусів, шт.;

g – прискорення вільного падіння, м/с.

Визначається загальний опір плуга R_пл по раціональній формулі В.П. Горячкіна:

R_пл= f·G+k₁·a·b·n+ε·a·b·n·V² , (2.5)

де f – коефіцієнт, аналогічний коефіцієнту тертя;

G – сила ваги плуга, Н;

k₁ – коефіцієнт, що характеризує здатність пласта фунту чинити опір деформації, H/м²;

ε – коефіцієнт, що залежить від форми полиці і властивостей грунту, Н·с²/м⁴;

а – глибина оранки, м;

b – ширина захвата корпуса, м;

V – швидкість руху плуга, м/с.

Визначається К.К.Д. плуга:

η=1-f·G/R_пл , (2.6)

Визначаються складові тягового опору плуга:

R_х= R_пл· η ; (2-7)

R_у=0,33·R_х ; (2.8)

R_z=0,20·R_х . (2.9)

Визначається сила тертя польових дощок об стінку і дно борозни:

F_nx=0,16·R_x . (2.10)

Визначаються R_zx і R_xy:

R_zx= , (2.11)

R_xy= . (2.12)

Визначається реакція грунту N_k на опорне колесо.

Реакція грунту N_k на опорне колесо може бути визначена з рівнянь суми моментів діючих сил відносно полюса Т₁ у вертикальній площині:

R_zx·H_Rzx + G·Н_G - N_k·H_N - Q·H_Q - F_nx·H_F = 0 (2.13)

і в горизонтальній площині

R_xy·H_Rxy - N_n·H_Nn - F_nx·H_Fnx - N_k.гор·H_Nк = 0 . (2.14)

При плаваючому положенні гідроциліндра, що буває при оранці, Q=0. Враховуючи це, визначається N_k з рівняння (2.14)

N_k = : (2.15)

Значення H_R, H_G, H_F, H_Q, H_N вимірюються на плані швидкостей і підставляються у вищенаведену формулу.

Визначається зусилля Q, діюче на шток гідроциліндра. Зусилля Q на початку підйому знаряддя можна знайти з рівняння (2.13) при N_k=0

Q = ; (2.16)

При виході робочих органів з ґрунту Q буде меншим, так як R_zx=0. Тоді

Q = . (2.17)