Бороны, лущильники, культиваторы, фрезы
1.6.Рыхлительная лапа шириной = 4 см наклонена к горизонту под углом
и установлена на глубину обработки почвы
см. Начертить схему размещения лап в принятом масштабе. Коэффициент трения почвы о поверхность лапы
; угол между сечениями, ограничивающими деформацию почвы с боковых сторон
; вылет лапы
см; перекрытие полосок рыхления
см. Число рядов лап – 2.
Решение. Лапа, перемещаясь в почве, погружается на глубину (рис.1.6, а).
Рис. 1.6 - а) – схема действия рыхлительной лапы в почве; б) – схема размещения лап на раме культиватора
Зона деформации почвы в продольном направлении ограничивается линией кn, расположенной под углом к нормали, проведенной через носок лапы. С боковых сторон зона деформации ограничивается плоскостями, расположенными к линии km11 под углом
Из рис. 1.6 а следует, что ширина разрыхлённой полоски почвы равна: , где
; угол трения
.
С учётом этого см.
Расстояние между лапами в ряду, расположенными на культиваторе в nр рядов (nр – число рядов лап):
Тогда, расстояние между лапами в ряду, расположенными на культиваторе в два ряда (рис.1.6 б), будет см.
Расстояние между рядами лап
см.
1.7.Определить подачу на нож пропашной фрезы, построить траекторию абсолютного движения двух последовательно работающих друг за другом ножей и определить расчётную толщину стружки, снимаемой ножом, при следующих условиях: диаметр барабана =350 мм; частота вращения его
мин-1; число ножей на секции
=6 (три ножа с левым загибом и три ножа с правым загибом); глубина обработки почвы
см; скорость перемещения машины
= 1,1 м/с.
Решение.
1) Подача на нож – это перемещение машины за время поворота барабана на угол , где
– число ножей, работающих друг за другом, в нашем случае
=3 (на рис. 1.7 точками
,
,
обозначены концы соответствующих ножей).
За один оборот барабана машина проходит путь .
Подача на нож 0,092м = 92 мм.
2) Абсолютное движение ножа складывается из относительного движения вокруг оси барабана с угловой скоростью и переносного перемещения со скоростью
. Для построения траектории абсолютного движения конца ножа от исходного положения вала I откладываем отрезок, равный
. Затем делим этот отрезок и окружность радиусом
на одинаковое число равных частей, например на 12. Точки I, II, III и т.д. определяют положение вала барабана в данный момент времени. Складывая поступательное перемещение и относительное движение конца ножа за данный отрезок времени, находим положение ножа в абсолютном движении (точки
,
,
и т.д.). На рис. 1.7 построены траектории абсолютного движения крайних точек ножей
и
.
Рис. 1.7
3) Толщину стружки определяем следующим образом. При глубине обработки почвы
ножи
и
входят в почву в точках
и
. Сечение снимаемой стружки определяется заштрихованной площадью между траекториями движения ножей.
Толщину стружки измеряют по линии продолжения радиуса
. Приближенно толщина стружки может быть принята равной отрезку
, то есть
, где
– угол входа ножа в почву. Из рис. 1.7 следует, что
, где
.
Тогда толщина стружки равна
= 83,06 мм.
1.8.Определить частоту вращения фрезерного барабана диаметром
=350 мм при скорости перемещения машины
= 1,4 м/с и глубине обработки почвы
см. В момент входа ножа в почву (точка
) абсолютная скорость его
направлена вертикально вниз (рис.1.8).
Решение.По условию задачи в момент входа ножа в почву горизонтальная составляющая абсолютной скорости ножа = 0.
Рис. 1.8
Составляющая , где
.
Обозначим момент входа ножа в почву и угол входа
тогда
и
.
Так как , то
.
С другой стороны , где
.
Тогда показатель кинематического режима работы фрезы можно определить по формуле .
При = 0,57 показатель
.
Угловая скорость вращения барабана рад/с.
Частота вращения барабана мин-1.
1.9.Определить мощность, необходимую для работы прицепной болотной фрезы на фрезеровании луговой дернины при следующих условиях: ширина захвата м; диаметр фрезерного барабана
мм; частота вращения его
мин-1; общее число ножей
; на каждой секции закреплено по
ножей с левым и правым загибом (
); один нож снимает стружку почвы шириной
= 6,7 см; глубина обработки почвы
см; скорость перемещения фрезы
м/с. Сила тяжести фрезы
кН; коэффициент сопротивления перекатыванию
= 0,2; коэффициент удельного сопротивления деформации почвы
0,15 МПа; коэффициент отбрасывания
1,0; КПД передачи
0,98; плотность почвы
= 1300 кг/м3.
Решение.Мощность, необходимую для работы фрезы определяют по формуле ,
где – мощность на передвижение фрезы;
– мощность на фрезерование почвы;
– мощность на трение в передачах;
– мощность на подталкивание барабана вперед.
Мощность на передвижение фрезы ,
= 0,2∙20000∙0,875 = 3500 Вт = 3,5 кВт.
Мощность на фрезерование .
Здесь – мощность на резание;
– мощность на отбрасывание почвы.
Мощность на резание .
Подача на нож м.
Таким образом, кВт.
Мощность на отбрасывание почвы 0,5
.
Скорость резания почвы .
Окружная скорость фрезы м/с.
Тогда 8,69 – 0,875 = 7,815 м/с.
= 0,5∙1,0∙2∙0,2∙0,875(7,815)2 ∙1300 = 13894 Вт = 13,9 кВт.
Отсюда = 52,65 + 13,9 = 66,55 кВт.
Мощность на трение в передачах
= 66,55(1– 0,98) = 1,33 кВт
Мощность на подталкивание фрезерного барабана
кВт.
Таким образом, полная мощность, необходимая для работы фрезы будет
= 66,55 + 3,5 + 1,33 – 6,7=64,68кВт.