Для предотвращения обволакивания лезвия сорняками и почвой необходимо, чтобы

γ<90°-φ (3)

где φ = 26,5° — угол трения сорняка по лезвию лапы.

При γ> 90° — φ резание происходит без скольжения.

Определяем угол раствора лезвий лапы при коэффициенте трения сорняков о лезвие f = 0,82.



Рисунок 5 – Схема сил действующих на лапу культиватора .

Как видно из рисунка, получим составляющую направленную вдоль лезвия N_т = RCosγ, и нормальную реакцию N_т = RSinγ . Для резания со скольжением необходимо выполнения условия [17]:

N_т F,

где

Подставив в это условие значение сил, получим

.

или .

тогда .

Следовательно, .

По опытным данным сопротивление резанию при γ > 90° — φ увеличивается и может происходить выдергивание и обматывание лезвия корнями. Аналогичное явление получается и при увеличении влажности. Корни на концах лезвия иногда подрезаются не полностью, если путь движения их по лезвию оказывается коротким. Для устранения этой опасности лапы культиваторов расставляют в два ряда с некоторым перекрытием ∆b, значение которого выбирают из условия обеспечения полного подрезания:

∆b=Ltgδ (4)

где L — расстояние между передней и задней лапами; δ= 7.. .9° — угол случайного отклонения культиваторов от прямой линии.

Для обеспечения полного подрезания сорняков и предотвращения забивания лапы устанавливают в два или три ряда. Причем стрельчатые лапы рекомендуется размещать впереди односторонних для получения более равномерной глубины обработки и ровной поверхности. Нагрузки, воспринимаемые лапами культиватора первого ряда, примерно в 2 раза больше нагрузок лап второго ряда. Это объясняется тем, что лапы первого ряда воздействуют на еще не деформированную почву [2].

Оптимальное расстояние между лапами по ходу определяют по

выражению:

---

(3.5)

где φ – угол трения почвы о металл; принимаем φ=25°;

2 γ – угол раствора лезвия лапы.

.

Принимаем L=550мм.

Тогда величина перекрытия ∆b будет равна:

.



Рисунок 6 – Схема расстановки рабочих органов.

Расстояние между лапами в ряду определяется по формуле:

,

где b - ширина захвата лапы культиватора, мм.

.

Расчет предохранительной нажимной пружины



Рисунок 7 – Схема для расчета предохранительного устройства

Определим усилие, при котором лапа культиватора должна выглубляться из почвы [2]:

(6)

где – тяговое сопротивление культиватора, ;

n– число рабочих органов культиватора;

k– коэффициент запаса устойчивости хода рабочих органов,

k = 1,5…2,5 принимаем k = 1,5 [17].

(7)

Определим усилие натяжения пружины при срабатывании предохранительного устройства [2]:

(8)

где H и l – плечи сил Q и F.



Условие прочности для цилиндрических пружин [5]:

(9)

где τ – расчётное максимальное напряжение в поперечных сечениях витков пружины, МПа;

[τ] – допускаемые напряжения для проволоки пружины, МПа;

k – коэффициент влияния на напряжения кривизны витков и поперечной силы;

F – максимальная сжимающая сила, Н;

с – индекс пружины.

(10)

где d – диаметр проволоки пружины, мм;

D– средний диаметр пружины, мм.

---

Определяем силы при начальной деформации и максимальной деформации

Сила пружины при начальной нагрузке определяем по формуле [5]:

F₁= (0,1…0,5)∙F₂, (11)

при максимальной деформации определяем по формуле:

F₃= (l,05…1,66)∙F₂, (12)

Предположим, что F₁= 0,3∙F₂, F₃= 1,2∙F₂,получаем:

F₁ = 0,3∙3100 = 930 Н;

F₃= 1,2∙3100 = 3720 Н.

Примем индекс пружины с = 8 [5]. Коэффициент влияния кривизны витков k = 1,17 [5].

Из условия прочности определяем [формула (9)] диаметр проволоки пружины [5]:



В соответствии с ГОСТ 14959 – 79 окончательно принимаем d = 12 мм.

Проверка прочности пружины проводится по формуле :

τ = 8·1,17·3720·8/(3,14·12²) = 616 МПа>[τ] = 610 МПа.

Определяем средний диаметр пружины D и наружный диаметр пружины D_н .

D = c · d = 8 · 12 = 88 мм.

D_н = D + d = 88+ 12=100 мм.

Определяем жесткость одного витка пружины [5]:

С₁ = 10⁴·d/c³ =10⁴·12/8³ = 234,4 Н/мм.

Определяем жесткость пружины:

С = (F₂—F₁)/h; (13)

С = (3100 —930)/55 = 39,45Н/мм.

Определяем число рабочих витков пружины:

n = С₁ /С; (4)

n = 234,4/39,45 =5,94.

Примем n = 6.

Уточняем жёсткость пружины и начальную нагрузку

С = С₁/n =234,4/6 = 39 Н/мм.

F₁ = F₂ - С · h= 3100 – 39 · 55 = 955Н.

Определяем деформации пружин:

Предварительную деформацию вычисляем по формуле:

λ₁ = F₁/С = 955/39= 24,5 мм.

Рабочую деформацию вычисляем по формуле:

λ₂ = F₂/С = 3100/39 = 79,5 мм.

Максимальную деформацию вычисляем по формуле:

λ₃ = F₃/С = 3720/39 = 95,4 мм.

Максимальную деформацию одного витка пружины определяем по формуле[5]:

λ́₃ = λ₃/n = 95,4/6 = 15,9 мм.

Определяем полное число витков пружины:

n₁ =n + n₂,

где n₂ – число опорных витков(n₂ = 1,5…2), принимаем n₂= 2.

n₁ = 6+ 2= 8.

Определяем шаг пружины:

t = λ́₃+d=15,9 + 12 = 27,9 мм.

Определяем высоту пружины при максимальной деформации:

---

L₃ = (n₁ + 1 – n₃)d, (15)

где n₃ – число зашлифованных витков, примем n₃ = 2.

L₃= 12 · (8 +1 – 2) = 84 мм.

Определяем высоту пружины в свободном состоянии:

L₀ = L₃ + λ₃ =84 + 95,4 = 179,4 мм.

Определяем высоту пружины при рабочей деформации:

L₂ = L₀ - λ₂ = 179,4 – 79,5 = 99,9 мм.

Определяем высоту пружины при предварительной деформации:

L₁ = L₀ – λ₁ =179,4 – 24,5 = 154,9 мм.

Длина развернутой пружины определяется по формуле:

L = 3,2 · D · n₁; (16)

L₀ =3,2 · 100 · 8=2560мм.

Определяем угол подъема витков:

α = arctg α = arctgt/π·D = arctg27,9/(3,14∙100) = arctg0,088 = 5 °.



Рисунок 9 – Расчетная схема полученной пружины.

Выводы по разделу

Разработанные рабочие органы культиватора улучшают крошение пласта почвы и срез сорной растительности, способствуют снижению тягового сопротивления и увеличивают диапазон применения культиватора на почвах различной плотности и влажности. Определены тяговые сопротивления культиватора и подобраны предохранительные пружины.

---

3.4.Выводы по главе

1. По результатам полевых исследований глубина обработки почвы при ис-пользовании не изменяется с увеличением скорости рабочего движения.

2. С ростом скорости рабочего движения крошение почвы увеличивалось на 10–12, степень выноса влажной почвы снижалась на 13–14, а греб-нистость на 15–20 %.

3. У стандартной стрельчатой лапы крошение почвы не превышало 35– 40 %, формировалась крупноглыбистая структура.

4. Тяговое сопротивление двухъярусной лапы при обработке почвы соста-вило 468,7, тогда как у стандартной стрельчатой лапы 669,1 Н. Превыше-ние 42,7 %.

5. Масса растительности, собираемой на стойке прямоугольного сечения, составляет 80–100 % и превышает массу на стойке треугольного сечения, что говорит о целесообразности перехода на стойку треуго

---

Смотрите также файлы

• Задание 1 к теме 1.doc

• Институт филологии кафедра русского языка.doc

• Саба жоспары Таырыбы Паллиативті кмек алатын науас тар туралы мліметтер базасын жргізу. Паллиативті кмекті алыптастырудаы мейірбикені рлі. Паллиативті кмекті аспектілері Модуль пн атауы.docx

• Донецкой народной республики.docx

• Программа по химии 8 9 класс 20222023 гг. Пояснительная записка.pdf