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 km ¹¹ 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 n_р рядов (n_р – 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.