Параметры и режимы работы комбинированного рабочего органа почвообрабатывающего приспособления к плугу

Размещено на http://www.allbest.ru/

параметры и режимы работы комбинированного рабочего органа почвообрабатывающего приспособления к плугу

А.С. Добышев, О.А. Бобер, К.Л. Пузевич

В настоящей статье авторами приведены теоретические исследования и получены аналитические зависимости и вывод уравнения для построения профиля рыхлящей части Г-образного пальца, обеспечивающего постоянство интенсивности ударного воздействия, и для построения линии изгиба рыхлящей части пальца, при котором обеспечивается постоянство угла скольжения. Решения полученных зависимостей позволит получить данные для изготовления рабочих Г-образных органов рыхлящего типа.

The article presents theoretical research, analytical dependences and formula for making the profile of loosening part of L-shaped finger, which ensures constant and intensive pressure, and for drawing the line of curve of the finger loosening part, which provides constant angle of movement. Obtained dependences will help to get data for the production of working L-shaped organs of loosening type.

Введение и анализ источников

Фрезерные машины по агротехническим показателям выполнения некоторых операций имеют ряд явных и неоспоримых преимуществ перед другими почвообрабатывающими орудиями. Совмещение агрегатов с пассивными и активными рабочими органами позволяет уменьшить число проходов агрегатов по полю, а следовательно, снизив вредное воздействие движителей агрегатов на почву, повысить плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур [1]. Именно поэтому к фрезам постоянно проявляют повышенный интерес специалисты, занятые разработкой и эксплуатацией этих машин [2].

Исследования, проведенные в последние годы в Беларуси, показали, что применение фрезерных орудий позволяет [3-5]:

- снижать плотность почвы до 1,15-1,3 г/см³ (исходная 1,45-1,5 г/см³);

- повысить воздухоемкость почвы с 8-10 до 20-35%;

- улучшить фильтрацию воды, что улучшает в 3-4 раза вынос солей из обработанного слоя на засоленных почвах;

- эффективно бороться с сорняками и пожнивными остатками на поверхности поля;

- более качественно заделывать органические удобрения.

Теоретическому и экспериментальному исследованию процесса резания фрезой и определению кинематических параметров рабочих органов фрез посвящены работы Ю.И. Матяшина, И.М. Гринчука, Г.М. Егорова, Г.Н. Дьяченко, И.М. Панова, Е.П. Яцука, М.З. Циммермана, П.М. Гильштейна, Г.Н. Синеокова, Ф.М. Канарева и других ученых.

Основная часть

рыхлящий палец ударный скольжение

Рабочие органы на барабане установлены радиально, а потому интенсивность ударов пальцем изменяется в радиальном направлении прямо пропорционально расстоянию точек зуба от центра вращения барабана. Следовательно, сила удара по длине пальца различна и изнашивание его неравномерно.

Для обеспечения равномерного изнашивания, самоочистки и снижения энергоемкости профиль рабочего органа должен удовлетворять требованию постоянства ударного воздействия во всех его точках. Так как рабочий орган входит в почву под некоторым углом б_i (рис. 1), то для выполнения указанного требования необходимо, чтобы всегда выполнялось следующее условие [6]:

v_у = v • cos б_i, (1)

где v_у - заданная или допустимая скорость ударного воздействия рабочего органа на почву; v - абсолютная скорость любой точки рабочего органа; б_i - угол между любой точкой рабочего органа и плоскостью резания.

Для решения поставленной задачи мы задаемся углом в, который легко можно определить исходя из конструктивных особенностей агрегата. Этот угол образуется между векторами абсолютной скорости движения (скорости агрегата) и относительной (вращательное движение). Зная поступательную скорость движения агрегата и частоту вращения вала фрезы, угол в можно определить в любой момент времени. Поэтому при дальнейших расчетах принимаем значение угла в как постоянную величину.

Точки рабочей поверхности пальца удалены от центра вращения барабана на различные расстояния, поэтому можно написать:

v_у = рс • n/30 • cos(б+в);

v = рс0 • n/30 • cosв.

Подставив значения v_у и v в уравнение (1) и преобразовав, получим:

Рис. 1. Схема к выводу формулы для построения формы рабочего органа ротационной машины рыхлящего типа, обеспечивающего постоянство интенсивности ударного воздействия.

с = . (2)

Согласно схемам на рис. 1. ВС = сdи, АС = dс, угол ВАС = б, ОС = ОВ== с, ВС/АС = tg б или

сdи / dс = tg б. (3)

После дифференцирования уравнения (2) имеем:

1=ctg(б+в)Чtgб+Ч ctg(б+в),

откуда

dс = [tg(б+в) - tgб]сdб. (4)

После подстановки значения dс из выражения (4) в уравнение (3) и некоторых преобразований, имеем

dи = tgб[tg(б+в) - tgб]dб.

После интегрирования получим:

.

При и = 0 постоянная интегрирования:

.

В окончательном виде имеем:

и = -- ). (5)

Для построения профиля рабочего органа ротационного орудия, удовлетворяющего постоянству ударного воздействия во всех его точках, используют уравнение (5).

Для обеспечения в любой точке рыхлящей части пальца одинаковых условий рыхления без обволакивания ее сорняками и забивания рабочего органа необходимо сохранить постоянным угол ф скольжения (е₀ стреловидности), который должен быть больше или равен углу трения ц [7], т.е.

ф?ц,

где ф=р/2-е₀.

Поэтому линию изгиба размечаем таким образом, чтобы заданный угол е₀ между касательной к этой линии в любой точке и перпендикуляром к радиусу - линии, соединяющей данную точку лезвия с осью вращения барабана, - везде был постоянным.

Из треугольника АВС (рис. 2) имеем:

ВС/АС=tg е₀ (здесь е₀?ц);

ВС=dс;

АС=сdи.

Рис. 2. Схема для вывода уравнения линии изгиба Г-образного пальца, обеспечивающей постоянство угла скольжения.

Следовательно, можно записать, что

dс/сdи= tg е_0.

Откуда:

. (6)

После интегрирования получаем:

. (7)

рыхлящий палец ударный скольжение

Постоянная интегрирования С при подстановке значения и=0⁰ будет равна:

.

Подставив полученное значение постоянной интегрирования С в уравнение (7), находим:

.

Решаем полученное уравнение относительно с для некоторой точки i:

. (8)

Подставив вместо и уравнение (5) имеем:

. (9)

Полученное выражение является уравнением в общем виде линии изгиба рыхлящей части пальца, при котором обеспечивается постоянство угла скольжения. Эта линия представляет собой логарифмическую спираль.

Заключение

Применение активного рабочего органа почвообрабатывающего орудия позволяет повысить качество предпосевной обработки почвы при работе на различных агрофонах за счет совмещения режущих и рыхлящих рабочих органов.

В результате проведенных теоретических исследований были получены зависимости для построения формы рабочего органа ротационной машины рыхлящего типа, обеспечивающего постоянство интенсивности ударного воздействия, и для построения линии изгиба рыхлящей части пальца, при котором обеспечивается постоянство угла скольжения.

Решения полученных зависимостей позволит получить данные для изготовления рабочих Г-образных органов рыхлящего типа, примененных в рабочем органе почвообрабатывающего орудия (рис. 3) [8].

Рис. 3. Комбинированный рабочий орган:

1 - рабочий орган режущего типа (Г-образный нож);

2 - рабочий орган рыхлящего типа (Г-образный палец).

Литература

1. Добышев, А.С. Комбинированный агрегат на базе плуга / А.С. Добышев, К.Л. Пузевич // Вестник БГСХА. 2009. №2. С. 156-161.

2. Яцук, С.А. Ротационные почвообрабатывающие машины / С.А. Яцук [и др.]. М.: Машиностроение, 1971. 256 с.

3. Зубиков, Ф.Ф. Энергосбережение и экология при возделывании пропашных культур: материалы 7-й республ. науч. конф. студ., магист. и аспирантов посв. 165-летию академии, 19-21 апр. 2005 г. Горки, Респ. Беларусь / редкол. А.Р. Цыганов (отв. ред.) [и др.]. Горки: БГСХА, 2005. 238 с.

4. Добышев, А.С. Эффективность применения комбинированных агрегатов: монография / А.С. Добышев; БГСХА. Горки, 2003. 124 с.

5. Добышев, А.С. Совершенствование отвальной вспашки применением приспособления к плугу для дополнительной обработки почвы / А.С. Добышев, К.Л. Пузевич // Экологические аспекты механизации растениеводства: материалы ХIII Международного симпозиума, посвященного 60-летию со дня образования факультета механизации сельского хозяйства БГСХА. г. Горки. 2007. С. 66-68.

6. Циммерман, М.З. Рабочие органы почвообрабатывающих машин / М.З. Циммерман. М.: Машиностроение, 1978. С. 251-252.

7. Матяшин, Ю.И. Расчет и проектирование ротационных почвообрабатывающих машин / Ю.И. Матяшин, И.М. Гринчук, Г.М. Егоров. М.: Агропромиздат, 1988. С. 66-70.

8. Рабочий орган почвообрабатывающего орудия: пат. на полезную модель №4227 Респ. Бел./ А.С. Добышев, Ф.Ф. Зубиков, К.Л. Пузевич, А.Р. Цыганов, В.А. Шуринов, О.В. Рехлицкий, А.А. Дюжев; заявка № u 20070298; зарегистрирована 03.12.2007 г.; опубл. 23.04.2007 г.

Размещено на Allbest.ru