Определение сил, действующих на навесной плуг во время работы

 

На навесной плуг во время работы действуют следующие силы:

· в продольно - вертикальной плоскости: сила тяжести G_п, реакция почвы на рабочие поверхности корпусов R_xz, сила трения полевых досок о стенки борозд F_x, реакция почвы на опорное колесо R_k и сила тяги R₃.

· в горизонтальной плоскости: реакция почвы на рабочие поверхности корпусов R_xy, реакция почвы на опорное колесо R_kx, реакция стенок борозд на полевые доски R_б и сила тяги R₅.

Для определения реакции почвы на рабочие поверхности корпусов R_xz и R_xy рассчитывают тяговое сопротивление плуга по формуле

 

 (2.11)

 

где К- удельное сопротивление почвы, кH/м²;а - глубина пахоты, м; В- ширина захвата плуга, м.

кН.

 

Вертикальная составляющая сила R_z равна

 

кН.

 

Боковая составляющая R_y равна:

 

кН.

 

Направления действия сил R_xz и R_xy находят по следующим зависимостям:

 

 

Реакцию почвы на рабочие поверхности корпусов рассчитывают по формулам:

 

кН,

кН.

 

Сила трения полевых досок о стенки борозд зависит от боковой составляющей силы сопротивления корпуса R_y и коэффициента трения f:

 

кН.

 

Реакцию R_к на опорное колесо плуга, реакция стенок борозд на полевые доски R_б и сила тяги F_xz и F_xy определяем графическим способом.

Определяем точки приложения всех сил:

Точка 1 - точка приложения силы тяжести плуга G_п. Ее координаты соответствуют координатам центра масс плуга.

Точка 2- точка приложения реакции почвы на рабочие поверхности корпусов. Реакция почвы прикладывается к среднему корпусу на расстоянии 0,5а от дна борозды.

Точка 3 - точка приложения реакции R_б стенки борозды на полевые доски. Сила R_б приложена к концу полевой доски среднего корпуса под углом трения jк нормали.

Точка 4 - точка приложения реакции R_к на опорное колесо, отклоненной от нормали на угол m¢=arctgmи проходящей через центр колеса. Точка 4 расположена на ободе колеса.

К выбранным точкам 1, 2, 3, 4 прикладываются все найденные аналитическим путем силы и силы R_к и R_б. Отдельно для вертикальной и горизонтальной проекции схемы пахотного агрегата строятся силовые многоугольники.

В выбранном масштабе из точки О_в(на свободном месте листа) проводят вектор силы G_п, из его конца - вектор силы R_xz. Соединяя начало вектора G_пс концом вектора R_xz, получают значение и направление равнодействующей этих сил R₁. На схеме плуга через точку 5 пересечения линий действия сил G_пи R_xz проводят прямую параллельную силе R₁ до пересечения ее с направлением силы F_x в точке 6.

На многоугольнике сил из конца вектора R₁ откладывают вектор силы F_x. Их сложение дает равнодействующую R₂.

На схеме плуга через точку 6 проводят линию, параллельную силе R₂, до пересечения ее с линией действия силы R_к в точке 7. Точка 7 - это точка приложения равнодействующей все сил сопротивления плуга: G_п, R_xz, R_б и R_к. Она уравновешивается силой тяги F_xz, которая проходит через точку 7 и мгновенный центр вращения плуга p. Соединив точки 7 и p прямой, получим линию действия сил R₃ и F_xz.

Значения силR_к и F_xz определяют по многоугольнику сил. Для этого, из конца вектора R₂проводят прямую, параллельную линии действия силыR_к, а из начала вектора Gп - прямую, параллельную линии p- 7. Точка их пересечения даст отрезки, которые в принятом масштабе определяют силы R_к и F_xz.

Если нужно найти усилия в звеньях механизма навески трактора (Р_в и Р_н), то их получают разложением силы F_xz по направлениям NДи ОС.

Для горизонтальной проекции полюс силового многоугольника выбирается в точке Ог. Из полюса в принятом масштабе откладывают вектор силы R_xy и суммируют с силой R_кx, определяемой по формуле:

 

 .

 

На схеме плуга из точки 8 R_xy и R_кx, параллельно их равнодействующей R₄, проводят прямую до пересечения с линией действия силы R_б в точке 9. Точку 9 соединяют с точкой О’, определяя таким образом линию действия силы тяги F_xy. В многоугольнике сил через начало и конец силы R₄ проводят линии, параллельные направлениям О’- 9 и R_б на схеме плуга. Точка их пересечения определит значения сил R_б и F_кx. Разложив силу F_кx по направлениям О’Д’, О’Сп и О’С_л получим усилия Рв, Р_нлиР_нп в звеньях механизма навески.

После построения силовых многоугольников проверяем условие.

Проекции силF_xzи F_xy на ось Х должны быть равны. В противном случае следует сделать корректировку за счет силы F_x. В нашем случае проекции сил F_xzи F_xy равны.

Подготовка плуга к работе

Подготовка плуга к работе заключается в следующем:

. Оценка технического состояния плуга.

. Подготовка трактора к работе.

. Предварительная настройка плуга на заданную глубину вспашки.

. Оценка технического состояния плугов производится на специально подготовленной площадке (на регулировочной площадке). При этом тщательно проверяется состояние лемешно-отвальной поверхности основных корпусов и предплужников, дискового ножа, механизмов навески, опорных колес и т. д.

С целью получения необходимого качества вспашки и снижения энергетических затрат на выполнение работы, плуг должен быть укомплектован корпусами одного типа и соответствующими предплужниками. Плуг также должен быть оборудован дисковым ножом, прицепом для борон или катков, а его рабочие органы должны удовлетворять следующим основным требованиям:

- лезвия всех лемехов должны иметь толщину не более 1 мм при угле заточки 25...40°, а ширина фаски -5...7 мм, что проверяется шаблонами;

- все головки болтов на корпусах, предплужниках и полевых досках должны быть заподлицо или утопать не более чем на 1 мм; допускается местная зачистка головок болтов;

- допустимая величина зазора в стыке лемеха с отвалом для корпусов захватом 30...35 см -не более 1 мм. Выступания отвала или накладной груди над лемехом не допускается, а выступание лемеха над отвалом не должно превышать 2 мм;

- с полевой стороны лемех и отвал должны находиться на одной линии. Выступание лемеха за отвал допускается до 5 мм; со стороны борозды допустимо выступание кромки лемеха относительно кромки отвала в месте стыка до 10 мм;

- стойка корпуса не должна выступать в сторону поля за полевой обрез отвала и лемеха. Зазор между лемехом и стойкой допускается не более 3 мм, а между отвалом и стойкой -6 мм;

- полевой обрез предплужника должен совпадать с полевым обрезом основного корпуса или выступать в сторону поля на 10...20 мм;

- полевые доски должны быть равными. Непригодной к работе считается полевая доска, имеющая толщину 4...5 мм и ширину заднего конца -30...40 мм. Задний конец полевой доски должен находиться в одной плоскости с полевым обрезом лемеха. Допустимая величина отклонения в сторону поля не более 5 мм;

- диск ножа должен свободно вращаться при осевом люфте не более 2 мм, а толщина лезвия диска составлять не более 0,4 мм и радиальное биение его не более 3 мм;

- лезвие лемеха должно быть параллельно поверхности установочной площадки и возвышение заднего конца его допускается до 10 мм;

- носки лемехов всех корпусов должны размещаться на одной линии, соединяющей носки первого и последнего лемехов. Отклонение носков отдельных лемехов не должно превышать 5 мм.

Предплужники на плуге следует установить так, чтобы расстояние между их носками и носками лемехов основных корпусов по ходу плуга равнялось 250...300 мм, а глубина хода- 80...120 мм независимо от глубины обработки основными корпусами.

Дисковый нож устанавливается так, чтобы центр его находился над носком предплужника или несколько впереди, режущая кромка ножа на 20...30 мм ниже носка лемеха предплужника, а плоскость его вращения - параллельна ходу плуга и отстоит от полевого обреза предплужника в сторону поля на 10...15 мм. Ограничитель поворота вилки ножа должен обеспечить возможность для отклонения диска вправо и влево по ходу движения при встрече с препятствиями.

При установке плуга на регулировочной площадке трапецеидальные лемеха всех корпусов должны полностью опираться на поверхность площадки лезвиями, а долотообразные -носками и пятками. Причем пятки лемехов и лезвия отдельных корпусов могут быть приподняты над площадкой в пределах до 10 мм. Превышение этой величины будет свидетельствовать о деформации рамы плуга.

. Подготовка трактора к работе заключается в следующем. Механизм навески трактора следует устанавливать по двухточечной схеме. Передние концы нижних продольных тяг и шарнир верхней тяги нужно располагать в одной плоскости. Механизм навески необходимо сместить вправо от продольной оси трактора на 60 мм. Длину левого раскоса установить на величину 700 мм. Регулировка длины ограничительных цепей механизмов навески тракторов класса тяги 3 осуществляется в транспортном положении так, чтобы перемещение задних концов нижних продольных тяг при раскачивании плуга составило не более 20 мм. При этом добиваются, чтобы передний брус рамы плуга располагался параллельно заднему мосту трактора.

Перед навешиванием плуга на трактор вынимают фиксирующие пальцы из профильных тяг механизма навески, а затем навешивают плуг на трактор и фиксируют продольные тяги. Плуг устанавливают на ровную горизонтальную площадку и с помощью верхней тяги и вертикального правого раскоса добиваются горизонтального положения рамы.

3. Предварительная настройка плуга на заданную глубину вспашки выполняется на регулировочной площадке. Для этого обеими гусеницами трактора наезжают на специальные подкладки, толщина которых на 20...30 мм меньше заданной глубины обработки. Брус такой же толщины подкладывают под опорное колесо плуга. Винтовым механизмом подводят колесо к брусу.

Изменением длины правого раскоса и центральной тяги механизма навески трактора выравнивают раму плуга до горизонтального положения. При этом носки лемеха всех корпусов одновременно должны касаться опорной поверхности.

Список литературы

 

. Лурье А.Б., Еникеев В.Г., Теплинский И.З. Курсовое и дипломное проектирование по сельскохозяйственным машинам. - Л.: Агропромиздат, 1991. - 224с.

. Измайлов В.А., Бахтин А.А. Проектирование схемы навесного плуга: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Сельскохозяйственные машины». - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002.-44 с.

.Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. - М.: Колос, 1980.-671с.

.Сельскохозяйственные и мелиоративные машины/ Г.Е.Листопад, Г.К.Демидов, Б.Д.Зонов и др., Под общ. ред. Г.Е.Листопада. - М.: Агропромиздат, 1986.-688с.

1.