Результати розрахунків сил і енергоємності різання ґрунту

, м	, кН	, кН	, кН	, кН	, кН	, кН	, кН	, кН	, м2	, МДж/м3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

 

Далі будуються графіки залежностей , ,  і  на одному графіку; графіки залежностей ,  і  на другому та графік залежності  на третьому.

При побудові графіків треба враховувати те, що нормальна сила різання, яка прикладається до площадки зносу  (графа 6) спрямована в глибину ґрунтового масиву, тобто має знак «мінус».

 

Прийняті позначення

 - коефіцієнт, що враховує вплив кута різання на силу різання (при куті різання =45⁰  =1);

 - питома сила різання для подолання опорів ґрунту перед передньою гранню наконечника при куті різання 45⁰, 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 ґрунту зрізуванню боковими ребрами наконеч-     ника, кН/м;

 - кут різання, град (приймається = 45⁰);

 - кут тертя ґрунту по сталі, град;

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

 - різниця між граничним значенням додаткової питомої сили, коли  прямує до безкінечності, та ії значенням при = 0, кН/м;

 - глибина різання, що відповідає додатковій питомій силі = +0,5 , м;

 - розрахункова ширина площадки зносу, м;       

 - ширина площадки зносу, якій відповідають значення заданих параметрів ,  і ,м;

 - кут нахилу площадки зносу до траєкторії різання, град (приймається =10⁰);

 - коефіцієнт енергоємності різання ґрунту;

 - коефіцієнт глибини частини прорізу, що розширюється;

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

 

 

Вправа 2. Тяговий розрахунок двозубого розпушника

 

Робота полягає у розрахунку зовнішніх опорів в робочому режимі розпушника з метою вибору передачі базового трактора з силою тяги, яка забезпечує подолання цих опорів, а також потужності, що витрачається в робочому режимі.

 

Порядок розрахунків

1. Побудувати розрахунковий переріз зрізу в ґрунті.

2. Розрахувати сили різання, що прикладаються до передніх граней наконечників, до площадок зносу, а також сумарну силу різання.

3. Визначити нормальні сили різання, що прикладаються до передніх граней наконечників, до площадок зносу і сумарну нормальну силу різання.

4. Розрахувати середню і середню нормальну сили різання.

5. Розрахувати сумарний опір розпушнику в робочому режимі.

6. Визначити силу тяги базового трактора за умовою зчеплення гусениць з поверхнею ґрунту.

7. Якщо сумарний опір переміщенню розпушника менший за силу зчеплення гусениць трактора з ґрунтом і є передача з силою тяги, більшою сумарного опору, то приймається швидкість руху на цій передачі і розраховується потужність, що витрачається в робочому режимі.

 

Пояснення до вправи

Розрахунок виконується за орієнтовним способом, при якому всі складові сили різання ( і ) визнаються через питому силу різання для подолання опорів ґрунту передньою гранню наконечника .

Для розрахунку необхідно визначити параметри розрахункового перерізу зрізу, який утворюється в ґрунті, а саме площу перерізу перед передніми гранями наконечників , площу бокових розширень прорізу  і загальну довжину ліній зрізування ґрунту боковими ребрами наконечників . Для цього у визначеному масштабі будується схема перерізу зрізу після кількох проходів розпушника (рис.2.1). Вихідними даними є глибина різання , коефіцієнт глибини частини прорізу,  що розширюється , кут нахилу бокових поверхонь прорізу до поверхні різання , ширина наконечника , відстань між наконечниками .

Рис. 2.1. Розрахункові перерізи зрізів в ґрунті при роботі розпушника з поверхні  ґрунту (а) і після розпушування верхнього шару ґрунту (б)

 

Різання ґрунту може виконуватись за двома схемами: перша – з незруйнованої поверхні ґрунтового масиву (рис.2.1,а) і друга – після розпушування верхнього шару ґрунту товщиною  (рис.2.1,б).

В першому випадку розрахунковий переріз зрізу визначається наступним чином. Будується переріз зрізу після першого проходу розпушника (на схемі показано частину перерізу). Далі будується переріз після другого (паралельно першому) проходу розпушника. При цьому робочий орган розміщується таким чином, щоб відстань між правим зубом при першому проході і лівим зубом при другому проході дорівнювала відстані між зубами . Переріз зрізу після другого проходу для цього випадку є розрахунковим.

У другому випадку аналогічно першому будуються перерізи зрізів для двох - трьох проходів. Далі зуби заглиблюються на глибину

 відносно різальних кромок зубів після верхніх проходів, причому зуби розташовуються ”слід в слід” по вертикалі і будуються перерізи зрізів під перерізами при першому і другому проходах. Останній переріз є розрахунковим.

Площа перерізу перед передніми гранями зубів  для обох випадків дорівнює

Для розрахунку площі бокових розширень прорізу  вона поділяється на правильні геометричні фігури. Площі цих фігур розраховується за відповідними формулами, необхідні розміри визначаються розрахунками або безпосередніми замірами на кресленні з урахуванням прийнятого масштабу. Для першого випадку (рис. 2.1,а) це дві трапеції  трапеція  і трикутники  і

Для другого випадку (рис. 2.1,б)  буде дорівнювати сумі площ трьох паралелограмів  трикутника  і трикутника  (приблизно)

Загальна довжина ліній зрізування ґрунту боковими ребрами наконечників  дорівнює

Швидкість руху розпушника в робочому режимі вибирається за технічною характеристикою базових тракторів. При цьому вибирається передача, на якій сила тяги трактора більша за сумарний опір розпушнику. Крім того, сумарний опір повинен бути меншим за силу зчеплення гусениць трактора з ґрунтом. Якщо ці умови не виконуються, то робиться висновок про неможливість роботи розпушника в заданих умовах.