4.1.9. Дисковые почвообрабатывающие орудия
Основными конструктивными параметрами сферических дисков, определяющими их воздействие на почву при той или иной установке к линии движения орудия, являются диаметр D диска и радиус кривизны R (рисунок 4.18), причем
D=2Rsinφ, (4.37)
где φ – половина угла при вершине сектора.
Основными
геометрическими характеристиками диска
заданных размеров, определяющих его
работоспособность на глубине а,
при установке под углом
(α
– угол атаки, т.е. угол между плоскостью
вращения диска и направлением движения
орудия) к линии m-m
рабочего движения (рисунок 4.19), являются
затылочный угол ε
и угол наклона ω
образующей конуса заточки к плоскости
режущей кромки. Для любого сечения диска
горизонтальной плоскостью имеем
Рисунок 4.18 - Сферический диск
Рисунок 4.19 - Схема к определению геометрических
характеристик сферического диска
,
(4.38)
где εа – затылочный угол; ωа – угол наклона образующей конуса заточки к плоскости режущей кромки (сечение 2-2).
Хорда Dа (см. рисунок 4.19) погружения диска на глубину а определяется по выражению
.
(4.39)
Расстояние между смежными дисками лущильника определяется по формуле
,
(4.40)
где с – высота гребней дна борозды.
Тяговое сопротивление одиночного сферического диска может быть определено по приближенной формуле
(4.41)
где k – коэффициент удельного сопротивления почвы, k =4…8 Н/см2.
Пример 41. Определить величину затылочного угла εa для диска лущильника диаметром D=450 мм, радиусом сферы R=600 мм, глубине хода а=0,10 м, угле атаке α=35 и угле заострения i=15.
Решение: Из расчетных схем (см. рисунки 4.18 и 4.19) следует, что
εа=α-ωа. (1)
Известно [6], что
(2)
где
Поэтому
.
(3)
Из рисунка 4.18 следует, что
,
(4)
где i – угол заострения.
Численное значение угла φ определяем по выражению (4.37)
.
(5)
Решая совместно (4), (5) и (3), получим
.
(6)
Подставив исходные данные в выражения (6), будем иметь
Отсюда искомое εa по выражению (1):
εa=α-ωa=35-32=3.
Ответ: εa = 3.
Пример 42. Определить максимальную глубину хода дисков лущильника с параметрами: D=450 мм, R=600 мм, α=35 и i=15.
Решение: Предельная глубина хода диска, исходя из устойчивости его движения, будет при εa =0. Поэтому по выражению (6) (см. пример 41) будем иметь: α=ωа=35; ω=37.
Для решения задачи используем выражение (3) примера 41:
.
Возведя в квадрат это выражение, получим уравнение
.
Решение полученного уравнения дает:
Подставив значения D=450 мм, ωа=α=35 и ω=37, получим
Или: а1=296 мм; а2=154 мм.
Физический смысл имеет только корень уравнения а2=154 мм. Поэтому аmax=а2=154 мм.
Ответ: аmax=154 мм.
Пример 43. Определить расстояние b между смежными дисками лущильника с параметрами: D=450 мм; с=35 мм; α=35.
Решение: По формуле (4.40) имеем:
=
мм.
Ответ: b = 166 мм.
Пример 44. Определить тяговое сопротивление одиночного сферического диска при следующих условиях: k=4 Н/см2; D=450 мм; α=35; а=120 мм.
Решение: Используя приближенную формулу (4.41), будем иметь:
Н.
Ответ: Rx=97 Н.
Упражнения
1.65. Определить величину затылочного угла εa для диска бороны диаметром D=510 мм, радиусом сферы R=600 мм, глубине хода а, угле атаки α и угле заострения i. Решение сопроводить расчетной схемой.
|
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
а, м |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
0,10 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
0,1 |
|
α, град |
10 |
12 |
15 |
18 |
22 |
22 |
18 |
15 |
12 |
10 |
|
i, град |
12 |
15 |
12 |
15 |
12 |
15 |
12 |
15 |
12 |
15 |
1.66. Определить максимальную глубину хода дисков лущильника со следующими параметрами: диаметр диска D, радиус сферы R, угол атаки α и угол заострения i. Решение сопроводить расчетной схемой.
|
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
D, мм |
450 |
450 |
450 |
510 |
510 |
510 |
610 |
610 |
610 |
610 |
|
R, мм |
600 |
600 |
600 |
650 |
650 |
650 |
700 |
700 |
700 |
700 |
|
α, град |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
30 |
25 |
20 |
15 |
|
i, град |
12 |
15 |
12 |
15 |
12 |
15 |
12 |
15 |
12 |
15 |
1.67. Определить расстояние между дисками лущильника с указанными в задаче 1.66 параметрами D и α. Высоту гребней принять с1=30 мм и с2=35 мм.
1.68. Определить величину перекрытия дисков на уровне поверхности поля в поперечном направлении движения агрегата, если известны: расстояние между смежными дисками b, угол атаки α, диаметр диска D и глубина хода а.
|
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
b, мм |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
230 |
240 |
|
α, град |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
|
D, мм |
450 |
450 |
450 |
450 |
510 |
510 |
610 |
610 |
610 |
610 |
|
а, мм |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
140 |
150 |
150 |
150 |
150 |
1.69. Определить высоту гребней с, полученных после обработки почвы дисковым лущильником, установленным под углом атаки α, если диски имеют диаметр D и расстояние между смежными дисками b=17 см. Решение сопровождать расчетной схемой.
|
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
D, мм |
450 |
450 |
450 |
450 |
510 |
510 |
610 |
610 |
610 |
610 |
|
α, град |
10 |
15 |
20 |
15 |
20 |
25 |
20 |
25 |
30 |
35 |
1.70. Определить тяговое сопротивление одиночного сферического диска при следующих условиях: коэффициент удельного сопровождения почвы k, диаметр диска D, угол атаки α и глубина обработки а.
|
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
k, Н/cм2 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
D, мм |
450 |
450 |
450 |
450 |
450 |
510 |
510 |
510 |
510 |
510 |
|
α, град |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
|
а, мм |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
6 |
8 |
10 |
12 |
16 |