- •Содержание
- •1. Лабораторные работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
- •2. Домашние задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
- •1. Лабораторные работы
- •2. Домашние задания
- •2.1. Проектирование рабочей поверхности
- •2.2. Изучение силового взаимодействия плуга
- •2.2.1. Силы, действующие на плуг
- •2.2.2. Определение реакции на ободе опорного колеса
- •2.2.3. Анализ процесса перевода плуга из рабочего
- •2.2.4. Продольная устойчивость агрегата
- •2.2.5. Порядок выполнения задания
- •2.3. Проектирование звена зубовой бороны
- •2.4. Определение расчетных характеристик работы
- •3. Курсовая работа
- •3.1. Цель работы
- •3.2. Задание на проектирование
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 1
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 2
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 3
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 4
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 5
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 6
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 7
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 8
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 9
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 10
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 11
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 12
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 13
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 14
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 15
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 16
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 17
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 18
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 19
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 20
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 21
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 22
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 23
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 24
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 25
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 26
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 27
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 28
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 29
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 30
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 31
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 32
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 33
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 34
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 35
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 36
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 37
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 38
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 39
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 40
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 41
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 42
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 43
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 44
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 45
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 46
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 47
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 48
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 49
- •Курсовая работа по схм
- •Кафедра эксплуатации сельскохозяйственной техники
- •Задание 50
- •Курсовая работа по схм
- •3. 3. Методические указания к проектированию
- •3.3.1. Уточнение принципиальной схемы
- •3.4. Содержание основных разделов
- •3.4.1. Введение
- •3.4.2. Краткая характеристика хозяйства
- •3.4.3. Обзорный анализ известных аналогичных устройств с
- •3.4.4. Обоснование и расчет основных технологических
- •3.4.5. Инженерные расчеты конструкции
- •3.4.6. Инструкции по технологическим регулировкам, техническому
- •3.4.7. Заключение
- •4. Задачи и упражнения
- •4.1. Машины и орудия для обработки почвы
- •4.1.1. Деформации почвы, возникающие при работе двугранного клина
- •4.1.2. Деформации почвы, возникающие при работе
- •4.1.3. Сопротивления почвы, возникающие при
- •4.1.4. Проектирование рабочей поверхности корпуса плуга
- •4.1.5. Рациональная формула в.П. Горячкина для
- •4.1.6. Зубовые бороны
- •4.1.7. Катки и колеса
- •4.1.8. Культиваторы
- •4.1.9. Дисковые почвообрабатывающие орудия
- •4.1.10. Ротационные почвообрабатывающие рабочие
- •4.2. Машины для посева и посадки
- •4.2.1. Сеялки
- •4.2.2. Посадочные машины
- •4.3. Машины для внесения удобрений
- •4.3.1. Машины для внесения удобрений
- •4.4. Машины для уборки кормовых культур
- •4.4.1. Косилки
- •4.4.2. Грабли, подборщики, пресс-подборщики, кормоуборочные
- •4.5. Машины для уборки зерновых культур
- •4.5.1. Жатки. Пропускная способность комбайна
- •4.5.2. Молотильный аппарат
- •4.5.3. Соломоотделители
- •4.6. Машины для послеуборочной обработки зерна
- •4.6.1. Размерные характеристики семян. Работа плоских решет
- •4.6.2. Работа цилиндрических триеров
- •4.6.3. Устройство для разделения семян по форме и состоянию
- •4.7. Машины для уборки корнеклубнеплодов
- •4.7.1. Картофелеуборочные машины
- •4.7.2. Свекло- и корнеуборочные машины
- •4.8. Мелиоративные машины
- •4.8.1. Землеройные машины общего назначения
- •4.8.2. Машины для полива
4.1.3. Сопротивления почвы, возникающие при
работе двугранного клина
При движении клина в почве возникают: сопротивление почвы проникновению в нее лезвия клина Rл, сопротивление почвы деформации, производимой рабочей поверхностью клина Rg, сила тяжести пласта G, инерция пласта F и силы трения, возникающие на рабочей поверхности клина, Т.
По данным [8] сопротивление внедрению острого лезвия при работе клина в почве, не содержащей камней и прочных корней, можно учитывать вместе с сопротивлением почвы деформации, поскольку ни расчетным, ни экспериментальным путем этот вид сопротивления отдельно определить нельзя.
При износе лезвия и образования у него затылочной фаски, производящей уплотнение слоя почвы на дне борозды, необходимо учитывать и этот вид сопротивления (рисунок 4.4).
Затылочная фаска АВ лезвия уплотняет слой почвы высотой h на дне борозды, в результате чего возникает реактивная сила R3. Если принять, что сопротивление почвы смятию пропорционально величине деформации и пренебречь скруглением лезвия, то эпюра нормальных давлений почвы на затылочную фаску лезвия будет иметь форму треугольника. Максимальное значение давления почвы в точке В р=hqo, где qo – коэффициент объемного смятия почвы. Поскольку равнодействующая N3 элементарных нормальных сил сопротивления отклоняется на угол трения φ, то
Рисунок 4.4 - Схема к определению силы сопротивления
почвы при износе лезвия
, (4.12)
где b-ширина захвата клина, м.
Общая величина тягового сопротивления двугранного клина равна
, (4.13.)
где Rзx – горизонтальная составляющая силы сопротивления почвы при взаимодействии с затупленным лезвием (затылочной фаской), Н;
Rgx – горизонтальная составляющая силы сопротивления почвы деформации, определяемая опытным путем, Н;
RFX – горизонтальная составляющая силы сопротивления, необходимая для преодоления динамического давления пласта и обусловленная силой инерции, Н;
RGX – горизонтальная составляющая силы сопротивления, необходимая для преодоления статистического давления пласта и обусловленная силой тяжести пласта, Н.
Пример 10. Определить горизонтальную составляющую тягового сопротивления двугранного клина от силы тяжести пласта. Объемная масса почвы , длина рабочей поверхности клинаl=0,3 м, ширина захвата клина b=0,7 м, глубина хода клина а=0,2 м, рабочий угол клина α=200. Силой трения о поверхность клина пренебречь.
Решение: Приведем расчетную схему (рисунок 4.5)
На пласт действуют: реакция недеформированной почвы, находящейся впереди клина, QG; сила тяжести пласта G и результирующая элементарных нормальных сил сопротивления почвы RG на поверхности клина. Допустим, что пласт почвы движется по рабочей поверхности клина, не изменяя длины и толщины а. Сопротивлением изгибу пласта при поступлении на клин пренебрегаем. Направления сил G и RG известны, а направление действия силы QG принимаем параллельно оси ОХ.
Рисунок 4.5 - Схема сил, действующих на клин без учета сил трения
Проектируя эти силы на оси координат ОХ и ОZ, находим
. (1)
Откуда QG= Gtgα. (2)
Сила тяжести пласта, находящегося на клине
G=ablγобg, (3)
где а – глубина хода клина, м; b – ширина захвата клина, м; l – длина рабочей поверхности клина АВ, м; γоб - объемная масса почвы, ;g – ускорение свободного падения, м/с2.
Сила сопротивления клина для преодоления статистического давления пласта, обусловленного его силой тяжести:
RGX = QG= Gtgα , (4)
или с учетом выражения (3)
RGX = ablγобgtgα. (5)
Подставив условия задачи в выражения (5), получим:
RGX =0,2∙0,7∙0,3∙1400∙9,8∙tg20° =209,8 H.
Ответ: RGX =209,8 H.
Пример 11. Определить горизонтальную составляющую тягового сопротивления двухгранного клина от силы тяжести пласта и сил трения, возникающих при скольжении пласта по рабочей поверхности клина. Известны: ,l=0,3 м, b=0,7 м, а=0,2 м, α=200; φ=260.
Решение: Приведем расчетную схему (рисунок 4.6)
Рисунок 4.6 - Схема сил, действующих на клин с учетом
сил трения
На пласт действует реакция недеформированной почвы, находящейся впереди клина, QG; сила тяжести пласта G и результирующая элементарных нормальных сил сопротивления почвы и сил трения на рабочей поверхности клина RG. Аналогично предыдущей задаче допустим, что пласт почвы движется по клину, не изменяя длины и толщины. Пренебрегаем также сопротивлением изгибу пласта при поступлении его на клин. Направление действия силы QG принимаем параллельно оси OX.
Проектируя эти силы на оси координат, OX и OZ находим:
. (1)
Откуда QG=Gtg(α+φ). (2)
Поскольку ,
G=ablγобg,
то (3)
Подставив условия задачи в выражения (3), получим:
RGX=0,2∙0,7∙0,3∙1400∙9,8∙tg(20° + 46°)=596,9 H.
Ответ: RGX=596,9 Н.
Пример 12. Определить горизонтальную составляющую тягового сопротивления двугранного клина от динамического давления пласта почвы, обусловленного силой инерции. Известны: ,b=0,7 м, а=0,2 м, α=200; φ=260; υ = 2 м/с.
Решение: Динамическое давление пласта почвы Fд на рабочую поверхность клина, обусловленное силой инерции пласта, можно рассматривать как непрерывный удар частиц почвы о плоскость клина. Поэтому на основании теоремы изменения количества движения
(1)
где υ1 – начальная скорость частиц почвы до их соприкосновения с клином υ1=0, υа – абсолютная скорость движения пласта, м/с.
Значенеие скорости υа может быть определено из треугольника скорости (рисунок 4.7), поскольку при обработке влажной задернелой почвы пласт обычно имеет вид сплошной ленты и усадки не происходит.
Поэтому относительная скорость движения пласта υr равна скорости поступательного движения клина υ. Следовательно:
(2)
Так как начальная скорость υ1= 0, то уравнение (1) примет вид:
(3)
Массы почвы , поступающей на клин в единицу времени
Рисунок 4.7 - Схема сил, действующих на клин от динамического
давления пласта почвы
(4)
Подставляя выражение (4) и (2) в уравнение (3), получим:
(5)
Сила Fд (см. рисунок 4.7) приложена к рабочей поверхности клина близ лезвия, так как именно в начале поступления почвы на клин он сообщает ей ударный импульс, в результате которого почва начинает двигаться с постоянной скоростью υа. Сила Fд уравновешивается реактивной силой RF, отклоненной на угол φ от нормали к поверхности клина, и подпором QF почвы, находящийся впереди клина. Направление QF можно с некоторым допущением принять горизонтальным [8].
Проекция силы Rд на оси координат ZOY
(6)
Выразив RFX и RFZ соответственно через
и решая совместно выражения (6) с учетом (5), получим:
(7)
(8)
Подставляя условия задачи в выражение (7), находим
Ответ: RFX=283 Н.
Пример 13. Определить горизонтальную составляющую силы сопротивления снятию почвы затупленным лезвием клина. Если известны: b=0,7 м; q0=10 Н/см3; высота затылочной фаски h=5мм; угол затылочной фаски εз=300; угол трения почвы φ=260.
Решение: Сопротивление смятию почвы затупленным лезвием клина (см. рисунок 4.4) можно определить по выражению (4.12). Горизонтальная составляющая силы сопротивления смятию почвы определится по выражению
(7)
Подставляя условия задачи в выражение (7), получим
Ответ: Rзх=173,5 Н.
Пример 14. Определить общую величину тягового сопротивления двугранного клина по условиям примеров 11,12 и 13 без учета силы сопротивления на деформацию почвы.
Решение: Общая величина тягового сопротивления без учета силы сопротивления на деформацию почвы Rд:
Рx=Rзx+ RGx + RFx =596,9+283+173,5=1053,4 Н.
Ответ: Рx=1053,4 Н.
Пример 15. Определить наибольшую длину рабочей поверхности клина, если заданы: ,b=0,7 м, а=0,2 м, α=200; φ=260; υ=2м/с, σсж=80кПа.
Решение: Наибольшая величина реакции недеформированной почвы
Q=a∙b∙σсж, (1)
где σсж – временное сопротивление почвы сжатию, кПа.
Реакция недеформированной почвы складывается из QG и QF (см. примеры 11 и 12). Поэтому
Q = QG + QF . (2)
Поскольку при решении примера 11 определили, что
QG=RGX=ablγобgtg(α+φ), (3)
а при решении примера 12 нашли, что
(4)
то
(5)
где
Подставляя выражения (3) и (5) в уравнение (2), получим
(6)
С учетом выражения (1) последнее (6) примет вид
(7)
Отсюда
(8)
Подставляя исходные данные в полученную зависимость (8) получим:
Ответ: l = 5,4 м.
Упражнения
1.17. Определить горизонтальную составляющую тягового сопротивления двугранного клина от силы тяжести пласта. Объемная масса почвы γоб=1300 кг/м3, длина рабочей поверхности l, ширина захвата клина b, глубина хода клина а, рабочей угол клина α. Силой трения о поверхности клина пренебречь.
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
l, м |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
b, м |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
а, м |
0,2 |
0,1 |
0,15 |
0,15 |
0,1 |
0,2 |
0,15 |
0,2 |
0,1 |
0,12 |
0,25 |
0,22 |
α, град |
10 |
15 |
20 |
25 |
25 |
10 |
20 |
10 |
12 |
14 |
18 |
22 |
1.18. Определить горизонтальную составляющую тягового сопротивления двугранного клина от силы тяжести пласта и сил трения, возникающих при скольжении пласта по рабочей поверхности клина. Известны: γоб=1300 кг/м3; l, b, a, α, φ.
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
l, м |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
b, м |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
а, м |
0,2 |
0,1 |
0,15 |
0,15 |
0,1 |
0,2 |
0,15 |
0,2 |
0,1 |
0,12 |
0,25 |
0,22 |
α, град |
10 |
15 |
20 |
25 |
25 |
10 |
20 |
10 |
12 |
14 |
18 |
22 |
φ, град |
15 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
15 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
1.19. Определить горизонтальную составляющую тягового сопротивления двугранного клина от динамического давления пласта почвы, обусловленного силой инерции. Известны: γоб=1300 кг/м3; b, a, α, φ, υ.
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
b, м |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
а, м |
0,2 |
0,1 |
0,15 |
0,15 |
0,1 |
0,2 |
0,15 |
0,2 |
0,1 |
0,12 |
0,25 |
0,22 |
α,град |
10 |
15 |
20 |
25 |
25 |
10 |
20 |
10 |
12 |
14 |
18 |
22 |
φ,град |
15 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
15 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
υ, м/с |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
1.20. Определить горизонтальную составляющую силы сопротивления снятию почвы затупленным лезвием клина. Известны: b, q0, h, εз, φ.
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
b, м |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
q0, Н/см3 |
8 |
10 |
12 |
8 |
10 |
12 |
8 |
10 |
12 |
8 |
10 |
12 |
h, мм |
4 |
5 |
6 |
4 |
5 |
6 |
4 |
5 |
6 |
4 |
5 |
6 |
εз, град |
15 |
18 |
21 |
24 |
27 |
30 |
15 |
18 |
21 |
24 |
27 |
30 |
φ, град |
15 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
15 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
1.21. Определить общую величину тягового сопротивления двугранного клина по условиям упражнений 1.18, 1.19, 1.20 без учета силы сопротивления на деформацию почвы.
1.22. Определить наибольшую длину рабочей поверхности клина, если заданы: γоб=1300 кг/м3; b, a, α, υ, σсж = 90 кПа.
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
b, м |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
а, м |
0,2 |
0,1 |
0,15 |
0,15 |
0,1 |
0,2 |
0,15 |
0,2 |
0,1 |
0,12 |
0,25 |
0,22 |
α, град |
10 |
15 |
20 |
25 |
25 |
10 |
20 |
10 |
12 |
14 |
18 |
22 |
υ, м/с |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
1.23. Определить вертикальную составляющую силы сопротивления смятию почвы затупленным лезвием клина. Если известны b=0,7 м; q0=10 Н/см3; высота затылочной фаски h=5 мм; угол трения почвы φ=250; угол затылочной фаски εз=250.
1.24. Определить временное сопротивление почвы сжатию σсж двугранным клином, если известны: γоб=1300 кг/м3; b=0,7 м, а=0,25 м, α=200; φ=250; υ=2,2 м/с; l=0,3 м. Указание: Использовать формулу (7) примера 15.