2. Рассмотрение основных положений теории резания лезвием и анализ схемы двухопорного резания лезвием

На процесс резания лезвием влияет целый ряд технологических, кинематических и конструктивных показателей. Рассмотрим процесс двухопорного резания стебельных кормов на многоножевом дисковом измельчителе, работающем по принципу аппарата вторичного резания универсального измельчителя кормов «Волгарь-5».

Схема действия сил (рис. 5) позволяет наиболее полно судить о взаимодействии ступенчатой режущей кромки ножа с материалом при двухопорном резании.

Рисунок 5. Схема действия сил при двухопорном резании.

Анализ схемы двухопорного резания лезвием (рис. 5) дает возможность записать выражения:

1. Критического условия резания Р_КР, при котором заканчивается процесс сжатия материала лезвием и начинается непосредственно процесс резания:

где Р_ВРЕД – суммарная составляющая Р_КР, включающая затраты усилия и сжатия материала лезвием, на трение материала о кромки лезвия, на обжатие лезвия перерезаемым материалом, Н;

Р_РЕЗ – суммарная составляющая Р_КР, затрачиваемая непосредственно на резание материала обеими режущими кромками, Р_РЕЗ = Р_РЕЗ1 + Р_РЕЗ2, Н;

δ и δ₁ – острота (толщина) лезвий, м;

σ_РАЗ – разрушающее (контактное) напряжение под кромками лезвий, Па;

Е – модуль упругости перерезаемого материала, Па;

h_СЖ – величина предварительного сжатия слоя материала, м;

h – толщина слоя перерезаемого материала, м;

β – углы заточки лезвий, град. (принято β = 30^о, β₁ = 85^о);

ξ – коэффициент, учитывающий снижение σ_РАЗ за счет наличия второй режущей кромки;

к₁, к₂ – коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров и физико-механических свойств материала;

f – коэффициент трения материала о грани лезвия;

Р_СЖ – усилие сжатия материала, Н;

Т – сила трения лезвия о материал, Н.

2. Удельного давления q – нормальной составляющей N усилия резания Р_РЕЗ, достаточной для перерезания материала и отнесенной к единице длины нагруженного участка лезвия ΔS, м:

где τ – угол наклона ножа, град.

где а – толщина перерезаемого слоя, 35 см;

φ – угол защемления, град., φ = 30 – 51^о.

3. Удельной работы резания А_УД, затрачиваемой на перерезание единицы площади поперечного слоя стеблей:

где (1 + f¹∙tgτ) – характеристика ножа;

f – коэффициент скользящего резания;

А_УД = (3 – 7)x10³ Дж/см² (сено, солома);

А_УД = (3 – 5)x10³ Дж/см² (трава).

4. Усилия защемления материала:

δ ≤ 2∙φ_min

где φ_min – минимальный угол трения лезвия по материалу (для режущих аппаратов: дисковых φ_min = 40– 50^о; барабанных φ_min = 24 – 30^о).

5. Режущего (контактного) напряжения резания σ_РАЗ – усилия, необходимого для внедрения лезвия в материал, отнесенного к единице площади режущей кромки лезвия:

где Р_РЕЗ – составляет 60 – 70 % от критического (общего) условия резания Р_КР;

δ – острота (толщина) лезвия;

ΔS – рабочая длина (нагруженный участок) лезвия, м.