Расчёт сопротивлений орудий, агрегатируемых с тракторами

Расчёт сопротивления корчевателя

Суммарное тяговое сопротивление корчевателя R, кН, складывается из четырех составных частей: сопротивление перемещению трактора Рп, кН, (при расчете его не учитываем, так как оно будет учтено в расчете баланса мощности двигателя трактора), сопротивление рыхлению грунта и разрушению корневой системы Rp,кН, сопротивление волочения кустарника и пня Rв,кН, сопротивление корчеванию Rк, кН, и находится по формуле

R = R_р+ R_в+ R_к

R = 37,5+14,3+73,5=125,3кН

R_р=k_рых×b×a×q ,

где: kрых — коэффициент сопротивления рыхлению грунта:

kрых=29.2...49 кН/м - для грунтов без крупных корней и дернового покрова,

kрых=98...196 кН/м - при значительном содержании корней и кустарников;

b — ширина захвата, м;

a — глубина рыхления, м;

q — коэффициент неполноты рыхления за счет расстояния между зубьями.

q= 0.4...0.75. Нижний предел относится к малосвязным и сухим грунтам. Верхний предел - к тяжелым, влажным грунтам.

Rр = 100Кн/м×2,5м×0,3м×0,5=37,5 кН

R_в=G_в×f_в ,

гдеGв — наибольшая сила тяжести кустарников, деревьев или другой растительности, а также камней и почвы, перемещаемой отвалом (т.е. призмы волочения), кН, Gв=10...15 кН;

fв — коэффициент сопротивления перемещению (волочению) призмы волочения по грунту, fв= 0.9...1.2.

R_в=13кН×1,1=14,3Кн

R_k=SP_k ,

где åP_k — суммарное усилие корчевания пней, если пень один, то это усилие для корчевания одного пня.

R_k=73,5 кН

Расчет сопротивления бульдозера

Полное сопротивление перемещению отвала бульдозера или грейдера при обработке грунта R, кН, выражается формулой

R = R₁ + R₂ + R₃ + R₄ + R₅ ,

R = 2+33,1+7,01+2,66+0=44,8Кн

где R1 — сопротивление движению трактора вместе с навесным оборудова-нием, кН, находится по формуле

R1 = Gм× (f ±sina),

где Gм — вес навесного оборудования, кН;

f — коэффициент сопротивления перемещению;

a — угол наклона местности, знак “+” принимается при движении агрегата вверх по склону, знак “-” - при движении агрегата вниз по склону; a= 0 - при движении поперек склона

R₁ =22,68 кН×0,09=2 кН

R₂ — сопротивление грунта резанию, кН, находится по формуле

R₂=h₁×z×K_o,

где h1 — толщина срезаемой стружки, м, h1 = 0.15...0.50 м;

z — ширина срезаемой стружки, м, принимается равной длине отвала для бульдозеров (террасёров) и равной половине длины отвала для грейдеров;

Ko — коэффициентсопротивления деформации почвы, кН/м2,

R2 = 0,4×3,31×25 кН/м2=33,1Кн

R3 — сопротивление призмы волочения грунта перед отвалом, кН, находится по формуле

R3 =Gпр×( fг ±sina),

R3 = 11,69×(0,6+1)=7,01

где fг — коэффициент трения грунта по грунту

Gпр — вес призмы волочения на отвале бульдозера, кН, находим по формуле

,

где L — ширина призмы волочения, равная длине отвала, м

H — высота отвала, м;

K_р — коэффициент разрыхления грунта (таблица 5.8);

r (ро)— плотность грунта, кг/м³ (таблица 5.9);

К_пр — коэффициент призмы;

при Н -h₁ ) / L = 0.45 — К_пр=1.3 и 0.7

R₄ — сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу, кН; находится по формуле

R₄ =G_пр×f_т·cos d · sinj,

R₄ = 11,69×0,4×0,57×1=2,66

где f_т — коэффициент трения грунта по металлу;

d (дельта) — угол резания;

j (фи)— угол установки отвала в плане;

R₅ — сопротивление от перемещения грунта вдоль по отвалу (для поворотных бульдозеров, террасёров и грейдеров), кН находится по формуле

R₅=G_пр×f_т·f_г× cos j,

R₅=11,69×0,4×0,6×0=0

Расчет сопротивления плуга

Расчет сопротивления плуга общего назначения R, кН, производится по формуле

R = Gпл×(ft+ sina)+ko× a × b + e × a × b × v2 +Rz×(1 +ft),

R =5,39×(0,5+0)+25×0,45×0,4+2×0,45×0,4× 0,832+0,3R×(1+0,5)=25,25 кН

где Gпл — вес плуга, кН, (таблица 2.10);

ft — коэффициент трения почвы о сталь;

a — угол наклона местности;

ko —коэффициент сопротивления деформации почвы, кН/м2;

a — глубина обработки почвы, м;

b — ширина захвата плуга, м;

e — коэффициент динамичности, кН/м4, e = 1.5...2.0 кН/м4;

v — скорость движения агрегата, м/с;

Rz — сопротивление, возникающее при затуплении лезвия лемеха (Rz=0.3 R). После расчета сопротивления R (без учета Rz), к ответу добавляется 30% от полученной величины. В результате получаем действительный ответ R (c учетом Rz).

Расчет сопротивления сеялок

Тяговое сопротивление посевных машин R, кН, определяется по формуле

R=Gс ·fс+ ку ×bс,

R=3,5×0,2+1,3×1,5=2,65 кН

где Gс — вес сеялки,кН;

f с— коэффициент сопротивления перекатыванию селки,f= 0.2;

kу— удельное сопротивление, кН/м, принимаем kу = 1…1.6 кН./м;

bс — ширина захвата сеялки