Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях Мамедова Лариса Владимировна

Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях
<
Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Мамедова Лариса Владимировна. Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях : ил РГБ ОД 61:85-5/2832

Содержание к диссертации

Введение

CLASS I. Состояние вопроса и задачи исследования CLASS 8

1.1. Качественные и энергетические показатели работы существующих корпусов от скорости вспашки 8

1.2. Движение средней точки пласта по поверхности рабочих органов для обработки почвы 12

1.3. Усилия,действующие на рабочие органы плуга 16

1.4. Влияние скорости вспашки на коэффициент трения почвы по металлу 19

1.5. Методы проектирования лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга 21

1.6. Обоснование выбранного направления работы.Цель

и задачи исследования 25

2. Выбор исходных параметров рабочей поверхности корпуса 28

2.1. Основные параметры корпуса,влияние скорости 28

2.2. Обоснование геометрической формы рабочей поверхности корпуса 33

2.3. Выбор формы направляющей кривой лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга 37

2.4. Определение оптимальных значений углов установки лемеха к дну и стенке борозды 43

2.5. Определение оптимальных значений углов установки груди и крыла отвала корпуса плуга 59

3. Методика расчета развертывающейся культурной поверхности корпуса плуга 72

3.1. Аналитическое выражение лемешно-отвальной поверхности культурного корпуса плуга, работающего на повышенных скоростях вспашки 72

3.2. Расчет параметров рабочей поверхности культурного корпуса,работающего на повышенных скоростях вспашки 76

3.3. Построение развертывающейся культурной поверхности. 82

3.4. В ы в о д ы 90

4. Экспериментальные исследования по обоснованию параметров корпуса 91

4.1. Программа и методика исследований 91

4.2. Обеспечение проведения опытов,приборы и оборудование 94

4.3. Обработка экспериментальных данных 100

4.4. Условия проведения опытов 101

4.5. Результаты экспериментальных исследований 103

4.5.1.Изменения нормальных давлений на поверхность корпусов в различных диапазонах скорости вспашки „.. 103

4.5.2.Определение касательных усилий и коэффициента трения 107

4.5.3.Исследование траектории движения пласта по лемешно-отвальной поверхности корпусов в различных диапазонах скорости вспашки III

4.5.4.Расчет рабочих поверхностей корпусов для скоростей. 9...12, 12...15 км/ч 116

4.5.5.Анализ лабораторно-полевых исследований работы корпусов на различных скоростях вспашки 120

4.6. Технико-экономическая эффективность применения культурных корпусов на повышенных скоростях вспашки... 136

Общие выводы 142

Приложения '... 158

Введение к работе

Как показывает анализ истории сельскохозяйственной техники, основой ее развития является постоянное стремление к изысканию новых возможностей получения наибольшего количества сельскохозяйственной продукции при меньших затратах труда, т.е. стремление к увеличению производительности труда.

Достигается это в первую очередь путем повышения производительности машин за счет совершенствования их конструкций.

В.И.Ленин писал: "Повышение производительности труда составляет одну из коренных задач, ибо без этого окончательный переход к коммунизму невозможен" / I /. Важность и актуальность данного вопроса для сельскохозяйственного производства были особенно подчеркнуты в решениях 2ХУІ съезда КПСС, наметившего в %1 пятилетке дальнейшее увеличение производства сельскохозяйственной продукции на 12...14% / 2 /.

Известно, что производительность пахотных агрегатов в равной мере зависит от ширины захвата и скорости движения. В течение нескольких десятилетий рост производительности пахотных агрегатов осуществлялся путем увеличения ширины их захвата за счет увеличения количества корпусов плуга. Такое направление позволяло использовать рабочие органы традиционной формы без существенного их изменения.

Однако, повышение ширины захвата плуга путем увеличения числа корпусов имеет свои пределы, после которых дальнейший рост размеров орудия становится нецелесообразным из-за резкого увеличения габаритов и металлоемкости конструкции, снижения эксплуатационных качеств, усложнения управления, ухода и т.д.

Поэтому в последнее время особое внимание было уделено повышению производительности почвообрабатывающих машин за счет увеличения скорости их поступательного движения. Это потребовало разработки специальных рабочих органов, поскольку традиционные орудия при работе на повышенных скоростях вспашки имели повышенное тяговое сопротивление и не обеспечивали необходимого качества обработки почвы.

В течение ряда лет для работы на скоростях до 9 км/ч выпускаются плужные корпуса, известные под маркой KC-II (ПЛЕ-2І). Испытания плугов, оборудованных этими корпусами, показали нецелесообразность их использования на скоростях вспашки более 9 юл/ч из-за повышенного тягового сопротивления и недостаточно высокого качества обработки почвы. Вследствие этого возникла необходимость в обосновании параметров и разработке методики проектирования плужных корпусов к энергонасыщенным тракторам класса 1,4--3-5, обеспечивающих требуемое качество вспашки почв в различных диапазонах скорости. Решению указанной задачи и посвящена данная работа. Улучшение качества работы плужных корпусов для определенных диапазонов скорости при допустимом увеличении тягового сопротивления возможно за счет совершенствования формы и параметров лемешно-отвальной поверхности корпуса.

Для научного обоснования оптимальных параметров рабочей поверхности новых корпусов было рассмотрено влияние скорости на характер траектории движения пласта и силовое взаимодействие плужного корпуса с почвой.

Выведенные теоретические положения и полученные в лабора-торно-полевых условиях закономерности при работе плужных корпусов в различных диапазонах скорости позволили обосновать опти-

- б -

малыше параметры и создать методику проектирования лемешно-отвальных поверхностей плужных корпусов, работающих на различных скоростях вспашки.

Целью диссертационной работы является обоснование пара -метров и разработка методики проектирования лемешно-отвальной поверхности корпусов плугов для работы на повышенных скоростях вспашки с энергонасыщенными тракторами.

Основными элементами научной новизны работы являются:

аналитические выражения для определения основных параметров лемешно-отвальной поверхности культурных корпусов плугов, работающих на повышенных скоростях вспашки: углов установки лемеха, груди и крыла отвала ко дну и стенке борозды;

аналитические зависимости для расчета развертывающейся отвальной поверхности плужных корпусов культурного типа;

методика проектирования лемешно-отвальной поверхности плужных корпусов для работы на повышенных скоростях вспашки.

Результаты исследований использованы при разработке агротехнических требований на плуги с культурными корпусами для работы в различных скоростных режимах (6...9 и 9...12) и послужили основанием для включения в Систему машин на 1981... 1990 гг. плугов ПН-4-40 (шифр P2I.2I), ПН0-3-35/4О (шифр P2I.20), ПНО-5/6-40 (шифр P2I.45), для гладкой вспашки к трактору 8 (шифр P2I.I5).

Плужные корпуса культурного типа улучшенной конструкции захватом 40 см (ПТК-2І) для работы на повышенных скоростях прошли государственные испытания на МИС Госкомсельхозтехники с удовлетворительными оценками по агротехническим,энергетическим и эксплуатационным показателям. На основе этого они рекомендованы в производство.

Рекомендованные параметры и методика проектирования лемешно-отвальной поверхности культурного типа используются в ГСКБ промышленности при создании новых корпусов.

Результаты доложены и обсуждены на ХУШ научной памяти академика В.П.Горячкина конференции по земледельческой механике (Москва, 1974г); УШ Всесоюзном семинаре-совещании по проблеме "Научные основы повышения рабочих скоростей машинно-тракторных агрегатов" (Киев, 1974г); ХШ конференции молодых специалистов ВИМа (Москва,1975); XIX Всесоюзной конференции по современным проблемам земледельческой механики (Москва, 1976); Межреспубликанской конференции молодых ученых "Комплексная механизация, электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства" (Минск, 1976); научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов МЙИСП (Москва, 1984).

Основными положениями, выносимыми на защиту, являются:

аналитическое и экспериментальное обоснование параметров лемешно-отвальной поверхности культурных корпусов плугов для вспашки почв на различных скоростях движения плуга;

методика проектирования корпусов культурного типа с развертывающейся поверхностью для работы в различных диапазонах скорости вспашки.

Работа выполнена в соответствии с проблемой 0.51.475, заданием ГКНТ СМ СССР № 051.476 и планом ВИМа "Завершение создания и внедрение сельскохозяйственной техники для работы на скоростях 9...15 км/ч с энергонасыщенными тракторами кл.1,4 и 3 т".

Качественные и энергетические показатели работы существующих корпусов от скорости вспашки

Многочисленные работы / 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 /, проведенные до настоящего времени, показали, что с увеличением скорости вспашки плугами, рассчитанными для низких скоростей работы, ухудшаются агротехнические показатели и повышается тяговое сопротивление. Было определено, что увеличение скорости движения плуга, оборудованного нескоростными корпусами, имеющими культурные отвалы с углами установки лемеха к дну и стенке борозды /3 = 30, Т = 42 и вылетом направляющей кривой L = 170 мм, с 4 до 8 км/ч приводит к возрастанию удельного сопротивления на 10...12% /27/ при заметном ухудшении агротехнических показателей работы (после V = 6 км/ч )/28,29, 30, 31, 4, 32, 33 /.

При увеличении скорости пахотного агрегата с б до II км/ч полнота заделки растительных остатков этими корпусами ухудшается, усиливается распыление почвы (растет число частиц почвы размером менее I мм), увеличивается дальность отбрасывания пласта, что в свою очередь, приводит к излишним энергозатратам.

В связи с этим дальнейшие работы по повышению скорости вспашки были направлены на создание корпусов, обладающих такими параметрами, при которых энергозатраты были бы относительно ниже, чем у серийных, а агротехнические показатели были бы приемлемыми.

Экспериментальные исследования, проведенные научно-исследовательскими организациями в нашей стране, позволили разработать корпус ПЛЕ-21(КС-П) с обычной культурной поверхностью. У этого корпуса угол постановки лезвия лемеха к стенке борозды уменьшен с 4-2 до 38, а угол установки лемеха ко дну борозды не изменен и равен 30. Образующие рабочей поверхности этого корпуса прямолинейные, горизонтальные.

Вспашка почв такими корпусами на скорости свыше 8 км/ч сопровождалась значительным увеличением смещения вспаханных пластов почвы, сильным отбрасыванием их в борозду, а количество незаделанных растительных остатков и мелких фракций почвы резко возрастало /3, 25/. На задернелых, связных почвах это вызывало беспорядочное разбрасывание пластов. На вспашке стерни пожнивные остатки частично выбрасывались на поверхность пашни, а основная масса их неглубоко заделывалась в пахотный слой.

Испытания, проведенные в Польше / 34 /, Румынии / 23 /, ФРГ /24 /, показали, что существующие корпуса с культурной, полувинтовой и винтовой поверхностями совершенно не пригодны для пахоты-на скоростях свыше 8 км/ч.

Так, в Польше были изготовлены корпусы с тремя типами отвалов: цилиндрическими, культурными и винтовыми, из которых один корпус взят за эталон остальные сконструированы для работы на повышенных скоростях. Лемехи цилиндрических корпусов установлены под одинаковыми углами, а форма бороздного обреза и длина крыльев у отвалов различна. У культурных цилиндроадаль-ных корпусов лемехи установлены под углами 28...40, крылья отвалов под углами 28...45 и углы резания равны 20...35. Соотношение длины к высоте у этих отвалов составляло от 0,53 до 0,81. Разные углы установки крыльев отвалов обусловливали различные длины корпусов: от 820 до 1800 мм. Цилиндроидальные отвалы имели прямолинейные образующие. Винтовые корпусы отличались длиной крыльев. Один винтовой корпус имел срезанное крыло, у другого крыло довольно сильно отогнуто назад, образующие криволинейны.

Испытания всех этих корпусов показали, что их тяговое сопротивление зависит прежде всего от угла отбрасывания пласта и величины поверхности отвала. Увеличенная высота бороздного обреза отвала и укороченное крыло цилиндрического корпуса способствуют снижению его динамических сопротивлений на 20...30%. У винтового корпуса этот показатель уменьшается на 10%. Плуг с полувинтовыми корпусами серийного производства улучшал крошение почвы, но ухудшал заделку растительной массы, увеличивал количество выбросов растительных остатков на поверхность пашни /3, 32/.

В Румынии испытывались корпусы полугеликоидальной формы с прямыми и криволинейными образующими. Результаты показали, что качество работы такими корпусами является удовлетворительным до скорости 9 км/ч. Однако, эти отвалы при скорости 5 км/ч даэт худшие агротехнические показатели, чем корпусы с культурной поверхностью.

В ФРГ был испытан ряд скоростных корпусов таких фирм,как Фергюсон, Семидиггер и Эбенхардт. Корпусы BW- 7, построенные на базе винтовой формы, американские скоростные корпусы 9НС фирмы Джон Дир созданы на базе культурного корпуса. Все эти корпусы хорошо работают на скорости до 7 км/ч.

В результате проведенных исследований W. Sohne /24, 35/ отмечает, что чем острее угол наклона горизонтальных сечений к стенке борозды, особенно на крыле отвала, тем с большей скоростью способен работать корпус плуга. Для скоростной вспашки большое значение имеет также степень закручивания. Угол наклона носка лемеха к дну борозды, считает W. Sohne , должен быть 15...17, а угол наклона пятки лемеха 8...12. Плужный корпус должен иметь относительно пологую и удлиненную форму. Угол установки лезвия лемеха к стенке борозды должен составлять 35...38.

В последние годы ряд фирм во Франции /36/ начали производство плугов для вспашки почв на скоростях 8,«Ю км/ч. Отвалы таких плугов вначале были винтообразные, сейчас - цилиндрические. Угол оборота пласта уменьшен до 35 вместо 40,..45. Для скоростной вспашки уплотненных почв фирма Интернейшнл Хар-вестер предлагает удлиненный отвал, который при вспашке мало распыляет почву.

Движение средней точки пласта по поверхности рабочих органов для обработки почвы

Изучению движения средней точки пласта при вспашке посвящено много работ /22, 24, 20, 6, 38, 8, 14, 39, 40 и др./. При этом объектом исследования являлись различные рабочие органы. Одни исследователи основные закономерности движения пластав-стремились определить на основе изучения работы двугранных или трехгранных клиньев /5, 13, 43, 44/, другие / 14, 15, 38/ зани х При этом имеется в виду движение средней точки пласта (центр масс пласта) мались изучением траектории движения пласта нвпосредетвенно на лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга.

Основные теоретические исследования по этому вопросу выполнены акад. В.П.Горячкиным / 20 /. При рассмотрении траекторий движения почвы по отвалу он указывал на "...необходимость составления (уравнения) проекций кривой на координатные плоскости, так как форма отвала вычерчивается по его проекциям".

Профессором Л.В.Гячевьш / 6 / было выведено дифференциальное уравнение траектории средней точки пласта. В этом уравнении он определяет форму относительной траектории средней точки пласта в зависимости от различных факторов: веса, связности пласта, скорости вспашки, сил сжатия пласта. По мере увеличения скорости вспашки влияние слагаемого, содержащего скорость, возрастает по сравнению с остальными слагаемыми, и в пределе этими слагаемыми можно пренебречь. В результате верхней предельной траекторией пласта, при неограниченном возрастании скорости, является одна из геодезических линий поверхности. Однако, ввиду существенных допущений и из-за отсутствия необходимых данных использование этой формулы затруднено.

Ю.Ф.Новиков / 8 / дает аналитическое выражение для построения траектории движения средней точки пласта способом последовательных приближений, сходным со способом Л.В.Гячева / б /. Им был выбран, как и С.Шишковым / 38 /, метод корреляционной связи между направлением движения пласта и формой фронтальных сечений. Реализация предложенных методов крайне затруднена из-за громоздкости вычислений.

Многие специалисты к решению этого вопроса шли опытным путем. Экспериментальное определение траектории движения частиц по винтовому отвалу корпуса в зависимости от скорости вспашки было сделано В.Г.Кирюхиным / 14 /. Он установил, что увеличе -ние скорости движения плуга до 9 км/ч не изменяет Форму траектории на груди отвала, но увеличивает дальность отбрасывания почвы, а направление перемещения пласта на крыле при этом приближается к продолжению абсолютных траекторий, построенных графически. Аналогичные результаты были получены Е.Т.Ткаченко /43/. Почвщ поднимается по рабочей поверхности корпуса плуга от носка лемеха по прямой независимо от скорости плуга, на крыле отвала траектория отклоняется. Ю.Ф.Новиков, М.П.Быстров / 39 / также считают, что с ростом скорости вспашки траектория движения пласта приближается к геодезической линии. Однако, сопо -ставляя траектории движения пласта при одних и тех же условиях опыта М.П.Быстров / 44 / установил, что с переходом от корпусов, предназначенных для традиционных скоростей вспашки цилиндрического, культурного и полувинтового типа к корпусу, предназначенному для повышенных скоростей вспашки, уровень траектории на развертке снижается.

В.К.Шаршак, Г.В.Суслов / 45 / исследовали форму относительной траектории пласта на развертывающейся поверхности горизонтального цилиндра при поступательной скорости Vn - 0,54 км/ч. Анализ результатов показал, что средняя траектория пласта в выкройке состоит из двух участков - прямолинейного и криволинейного, и относительная скорость элементов пласта изменяется по длине относительной траектории. С увеличением коэффициента трения I почвы о поверхность отвала относительная скорость пласта уменьшается. При подрезании пласта лемехом {начало траектории) относительная скорость имеет максимальное значение, а при сходе минимальное. Эти исследования, к сожалению, были проведены на і малой скорости.

Принимая относительную скорость пласта по отвалу равной скорости движения плуга, Г.Бернацкий / 4-6 / определил ее составляющие на отвалах цилиндрической формы при скорости вспашки 12,5 км/ч. Однако, отвалы такой формы не могут работать на повышенных скоростях, так как качество их работы не удовлетворяет агротехническим требованиям, а составляющие скорости Vz , Vu достигают слишком большой величины.

W. Sohne / 24 /, исследуя характер движения пласта на корпусах полувинтовой формы до 9 км/ч, установил, что с увеличением скорости вспашки траектория движения средней точки пласта поднимается вверх более круто, и пласт сходит с крыла отвала под большим углом.

Обоснование геометрической формы рабочей поверхности корпуса

Лемешно-отвальная поверхность корпуса плуга может иметь различную геометрическую форму. Так, поверхность культурного отвала, работающего на скорости до 7 км/ч, нераввертывающаяся. Это линейчатая поверхность, представляющая собой цилиндроид, у которого горизонтальная образующая перемещается по направляющей кривой. Образующая движется так, что угол между нею и плоскостью стенки борозды изменяется по некоторой заданной закономерности.

На основании многочисленных исследований и анализа материалов агротехнических и энергетических оценок нами установле-лено/ 101 /, что для работы на повышенных скоростях вспашки целесообразно создать корпус с развертывающейся лемешно-отваль-ной поверхностью.

Преимущество развертывающихся лемешно-отвальных поверхностей / 20,0.14-5 / заключается в том, что во время изготовления отвалов изгиб металла производится без местных вытяжек и, следовательно, материал не имеет неравномерных напряжений после закалки. Кроме того, такие отвалы имеют и технологическое преимущество при работе в полевых условиях. Пласт во время своего движения свободно накладывается на такую поверхность отвала и лемеха, прилегает к ней и деформация его происходит только по ортогональным кривым совершенно однообразно для всех точек образующей /там же, с.401 /. При этом отваливание пласта происходит более правильно в соответствии с заданными кинематическими параметрами оборота его в поперечно-вертикальной плоскости. А для некоторых вариантов этих поверхностей преимущест -во заключается еще и в том, что образующие крыла не проходят через грудь отвала (рис.2.4). Это позволяет изменять изгиб и установку крыла независимо от груди. Кроме того, графическое построение развертывающейся поверхности дает возможность написать для нее аналитическое выражение.

Очень важно для улучшения оборачивания пласта, чтобы отвал во время работы не задирал его. Для этого необходимо, чтобы сечения рабочей поверхности поперечно-вертикальными плоскостями на фронтальной проекции, мысленно продолженные до пересечения с продолжением лезвия лемеха не упирались в пласт, как у корпуса ІІЯЕ-2І (рис.2.3), а обходили его, т.е. чтобы касательные в точках пересечения кривых с бороздным обрезом проходили через, коней лемеха. Этому условию соответствуют развертывающиеся поверхности типа корпусов 1ШЖ-2І (рис.2.4).

Академик В.П.Горячкин считал, что это условие выполнимо для конической и наклонной цилиндрической поверхностей и неприемлемо для цилиндрической поверхности с горизонтальными образующими. Поэтому, чтобы получить достаточное разнообразие корпусов, работающих на повышенных скоростях вспашки в определенных диапазонах, целесообразно применять развертывающиеся лемешно-отвальные поверхности. Это дает возможность сгибать крыло самым различным образом, сохраняя одинаковую форму груди в отвалах различного назначения.

Разработкой таких поверхностей занимались П.Е.Никифоров, А.И.Иванов, В.Г.Кирюхин, П.Н.Бурченко / 32, 21, 31 /и др. На определенном этапе к выполнению исследований по созданию культурных корпусов для вспашки почв на повышенных скоростях был подключен авшр данной работы.

Учитывая вышеизложенное, для исследований была взята развертывающаяся поверхность (рис.2.5), представляющая собой сопряжение элементов поверхностей трех геометрических фигур. Де-мех и нижняя часть отвала представляют собой вогнутую коническую поверхность с расположением вершиныконуса со стороны полевого обреза. Эта поверхность сопрягается со второй конической поверхностью, вершина конуса которой расположена со стороны бороздного обреза корпуса. К конической поверхности примыкает наклонная вогнутая цилиндрическая поверхность. При этом образующая цилиндрической поверхности перемещается, сохраняя параллельность последнему положению образующей конической поверхности.

При проектировании лемешно-отвальной поверхности необходимо знать направляющую кривую, которая лежит в плоскости,ортогональной лезвию лемеха.

Для культурных отвалов на практике принято располагать направляющую кривую на расстоянии 300 мм от носка лемеха.

По мнению В.П.Горячкина / 20, с.130 /, за форму направляющей кривой принимают окружность, так как она является наиболее подходящей кривой и имеет однообразную постоянную кривизну. Поэтому пласт почвы, деформируясь действием сжатия, принимает форму окружности в самом начале восхождения на отвал и затем не изменяет своей формы.

Аналитическое выражение лемешно-отвальной поверхности культурного корпуса плуга, работающего на повышенных скоростях вспашки

Аналитические методы проектирования лемешно-отвальных поверхностей позволяют научно обоснованно подойти к вопросу выбора типа и параметров рабочей поверхности плужного корпуса.

Проведенные нами / 105, 106 / теоретические исследования показали, что полученная закономерность изменения углов установки лемешно-отвальнои поверхности к дну и стенке борозды такова, что под эту закономерность подходит поверхность, выбранная ранее, т.е. развертывающаяся.

Зная исходные данные корпуса плуга, можно вывести уравнение поверхности. Для этого разбиваем поверхность корпуса на две части. Первая - лемех и нижняя часть отвала - представляет собой вогнутую коническую поверхность; вторая - грудь и крыло - вторую коническую и наклонную вогнутую цилиндрическую поверхности. На характерных для лемешно-отвальнои поверхности образующих (пересечение поверхности лемеха с конической поверхностью, нижней конической поверхности - с верхней, верхней конической - с цилиндрической поверхностью) выберем ТОЧКИ B j.yJ С з $"» t Г; К0ТРые соединяем прямыми линиями (рис.3.1). Эти точки являются пересечением образующих с кривыми, ортогональными лезвию лемеха.

Выберем начало координат у носка лемеха; плоскости дна и стенки борозды принимаем в качестве координатных.

Развертывающаяся поверхность может быть образована перемещением прямой образующей, пересекающейся с ранее указанными прямыми В Cj , В3С3 , В5С5 или С. D , Cj D3 , C5D5 , которые соединяют точки характерных образующих (см.рис.3.1). Для составления уравнения образующей прямой необходимо составить уравнение плоскости, проходящих через прямые В5С3 и b$Z$ или С5Б3 и C5D5 . Они имеют вид:

Построение начинается с направляющей кривой лемешно-отвальной поверхности. Направляющая кривая имеет три участка (см.рис.2.б): прямолинейный А3 В3 и отрезки дуг В3 С3 и С3 з Двух окружностей радиусами RHj и Rg . Из начала координат к оси абсцисс проводят под углом а в зависимости от скорости (см.рис.2.8) направление лемеха, затем откладывают прямолинейный участок А В . Величина прямолинейного участка А3В3 в зависимости от глубины вспашки берется в пределах 50...60 мм. Величина вылета направляющей кривой L в зависимости от скорости агрегата берется на высоте h = 334...336 мм. Высота h определяется от максимальной глубины вспашки Q = 300 (34...36) мм, учитывая условия отсутствия пересыпания почвы через отвал при работе на повышенных скоростях вспашки. Восстановив из полученной точки А перпендикуляр до пересечения с перпендикуляром, проведенным к AJBJ из точки В3 , получаем центр 0Н . Отложив дугу с углом раствора А]3 h Р » найдем точку С3 . На продолжении радикса RH. нижней конической поверхности откладываем радиус Ra дуги верхней окружности направляющей кривой, найденный по формуле (2.4). Этим радиусом проводим дугу С3Б3 при угле раствора AJ52 = j32 - fa . На продолжении прямой В0Н (см.рис.3.2) откладываем цент ры 0Н дуг нижних окружностей ортогональных кривых. Так как поверхность развертывающаяся и касательная плоскость прилегает к ней по всей длине образующей, то двугранный угол, образо

ванный этой касательной плоскостью и плоскостью дна борозды, постоянен для всех шаблонов. На основании этого свойства определяем координаты шаблонов. Отсюда следует, что если пересечь одну и ту же образующую развертывающейся поверхности рядом параллельных плоскостей, то элементы сечения около образующей будут параллельны. Значит, зная параметры одной направляющей (шаблона), можно легко построить необходимое количество шаблонов. Координаты точек С{_ лежат на одной образующей, являющейся характерной прямой для лемешно-отвальной поверхности, т.е. линией пересечения нижней конической и верхней конической поверхностей. Координаты точек D t также лежат на одной образующей, которая служит линией пересечения верхней конической и цилиндрической поверхностей. Центры ив дуг верхних окружностей второй конической поверхности ортогональных кривых ле-жат на прямой 06 0Ь , а цилиндрической поверхности - на пря-мой иц иц .

Похожие диссертации на Обоснование параметров и разработка лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для культурной вспашки на повышенных скоростях