Шляхи зниження питомого опору

Чинники, що впливають на опір машин. До числа таких чин­ників відносяться:

а) природно-кліматичні;

б) конструктивні;

в) експлуатаційні (режими роботи).

Можлива й інша класифікація чинників. Наприклад, чинники, обумовлені:

а) технологічним процесом;

б) властивостями оброблюваного матеріалу;

в) умовами експлуатації.

Вплив природнокліматичних чинників варто враховувати при встановленні різноманітних нормативів, або аналізі показників ро­боти машин в даних умовах, при виборі технології і ін.; вплив конструктивних чинників — при виборі тієї або іншої конструкції машин, або визначенні експлуатаційних вимог до удосконалення машин; вплив експлуатаційних чинників — при виборі режимів роботи, установленні норм і ін.

Природнокліматичні чинники. До них у першу чергу відносять­ся тип і стан ґрунту, наявність у ньому хрящуватих і кам'янистих включень, метеорологічні умови, властивості оброблюваних мате­ріалів (рослинна маса, вид матеріалу й ін.).

На рисунку 2.4 показаний характер зміни питомого опору плуга в залежності від типу ґрунтів, а на рисунку 2.5 — у залежності від вологості ґрунту.

 

Рис. 2.4. Характер зміни питомого опору плужних робочих органів в залежності від типу ґрунтів

 

У практиці експлуатації машинно-тракторного парку прийнято вважати: легкими — ґрунти, що мають питомий опір плуга <30 , середніми — = 30-50 , важкими — = 50-85 , дуже важкими — > 85

Як видно з рисунка 2.5, при певній вологості ґрунту (у досить широких межах) питомий опір плужних робочих органів майже не­змінний і мінімальний. Цей діапазон вологості визначає так звану механічну «спілість» ґрунту. У довідковій літературі значення пито­мого опору звичайно даються при механічній «спілості» ґрунту і вологість не вказується. Тому варто мати на увазі, що в усіх випад­ках, коли за деякими причинами доводиться розробляти грунт не в період його «спілості», а в стані перезволоження або пересихання, питомий опір буде значно більшим, ніж за довідковими даними.

 

Рис. 2.5. Характер зміни питомого опору плужного робочого органу в залежності від вологості ґрунту (за 100% прийнятий питомий опір для ґрунту нормальної вологості).

 

Значний вплив на питомий опір плужних робочих органів роб­лять також оструктурення ґрунтів, наявність хрящуватих домішок і інші природнокліматичні чинники.

Іноді опір плуга ототожнюють з опором ґрунту, тому що без по­середньо заміряти опір ґрунту не представляється можливим. Деякі методи статистичної динаміки, що дозволяють визначати опір ґрун­ту, для практичних розрахунків поки мало придатні.

Конструктивні чинники. З конструктивних чинників, що впли­вають на питомий опір машин, найбільше значення мають: тип, форма і число робочих органів, їхній матеріал і технологія виготов­лення, вага машини, наявність допоміжних пристроїв, тип і будова ходового (опорного) обладнання й ін.

У плугів питомий опір істотно залежить від наявності перед­плужників. Багаторічні і тривалі дослідження показують, що в одних випадках установка передплужників збільшує тяговий опір плуга, в інших - майже не впливає на нього, а в третіх випадках (як правило, при роботі на легких оструктуренних ґрунтах) - зменшує. Пояснюється це тим, що при оранці з передплужниками має місце деформація шару в два прошарки, завдяки чому опір деформації різ­ко зменшується, але, з іншого боку, удвічі збільшується число пло­щин підрізання шару. Тому на ґрунтах, де опір різанню великий (важкі, задернілі безструктурні ґрунти), зменшення опору деформа­ції не компенсує збільшення опору різанню і загальний опір плугів із передплужниками більший, чим опір плугів без передплужників. На легких, мало задернілих (чистих) і оструктурених ґрунтах, нав­паки, опір плугів із передплужниками менший, чим опір тих же плугів без передплужників.

Проте зі сказаного не можна робити висновок про те, що на важ­ких ґрунтах не варто застосовувати передплужники. Їхнє застосу­вання обумовлене не зниженням опору, а агротехнічними вимогами з метою підвищити врожайність. Але в експлуатаційних розрахун­ках зміну опору при установці передплужників варто враховувати. Як правило, норми виробітки й інші розрахунки даються для плугів із передплужниками. Якщо ж за агротехнічними умовами необхідна робота плугів без передплужників, то в середньому питомий опір, а відповідно і витрата палива знижують, а норми виробітки збіль­шують приблизно на 6%.

Одним із найважливіших чинників, що впливають на питомий опір машин, є форма робочих органів (наприклад, циліндрична або гвинтова поверхня відвалів, спеціальні робочі органи для «швидкіс­них» робіт).

Експлуатаційні чинники. З цих чинників найбільший вплив на питомий опір роблять технічний стан машини (степінь зношеності, правильність регулювань, якість мастила й ін.) і експлуатаційні ре­жими роботи (швидкість руху, глибина обробки, степінь викорис­тання пропускної спроможності машини і т.п.).

Технічний стан машини значною мірою залежить від своєчас­ності і старанності проведення усіх видів технічного обслуговуван­ня, а також від терміну служби (віку) машини. У експлуатаційних і нормативних розрахунках враховується, як правило, тільки термін служби. На практиці ж розрегульованість механізмів машини, не­правильний догляд за нею звичайно призводять до збільшення пи­томого опору проти нормативних, розрахункових значень на 5-8%, а в ряді випадків (наприклад, при роботі плугів із затупленими ле­мешами) на 20-30% і більше.

З експлуатаційних режимів на питомий опір машин особливо істотний вплив робить швидкість руху, оскільки в процесі роботи вона може варіювати (вибиратися) у досить широких межах.

На рисунку 2.6 показаний характер зміни питомого опору ма­шин (на прикладі плугів) у залежності від швидкості руху.

 

 

Рис. 2.6 Характер зміни питомого опору плужного робочого органу в залежності від швидкості руху [1] на ґрунтах: — легких; о — середніх; х — важких.

У експлуатаційних розрахунках звичайно приймають, що при швидкості більш 5 км/год у звичайних (не «швидкісних») машин питомий опір із збільшенням швидкості на 1 км/год збільшується в середньому: у плужних робочих органів на 5% (на ґрунтах легких 1-2%, середніх 3 – 5%, важких 6 – 8%); у сівалок на 1,5 – 2,5%; у куль­тива­торів, борін, катків, лущильників на 3 – 4%. Аналогічне збіль­шення опору в «швидкісних» машин, призначених для роботи на підвище­них швидкостях, враховують, починаючи з тієї швидкості, для робо­ти на якій була розрахована машина при конструюванні.

Глибина обробки звичайно незначно впливає на зміну питомого опору машин (наприклад, плугів) у випадку однорідності ґрунту по глибині. Тому в експлуатаційних розрахунках питомий опір машин приймається незалежним від глибини обробки. Але при наявності ущільненої «підошви», задернілості верхнього прошарку або іншої неоднорідності ґрунту по глибині питомий опір із зміною глибини обробки різко змінюється.

Змінюється питомий опір і при поступовому заповненні або ви­порожненні технологічних місткостей, при роботі на схилах (особ­ливо при відвалюванні шару нагору або вниз) і в залежності від ря­ду інших експлуатаційних чинників.