ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 174
Скачиваний: 2
(ÙA на скорость перемещения почвы пт по лемеху. При этом вы явлены две основные закономерности.
Во-первых, для одного и того же значения скорости колеба ний соА более высокие скорости перемещения почвы наблюдают ся при меньших амплитудах (табл. 17).
Во-вторых, возрастание скорости транспортирования проис ходит только до определенного значения соЛ. Дальнейшее повы шение скорости колебаний приводит к снижению скорости ѵт, а
|
|
|
Таблица |
17 |
ѴТ |
|
|
|
Скорость перемещения почвы |
|
|
|
|||||
|
по лемеху в м/с |
|
1fl |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость |
Амплитуда А в мм |
|
0,8 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
колебаний |
|
|
20 |
|
|
|
|
|
шА в м/с |
10 |
15 |
|
25 |
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,78 |
0,46 |
0,34 |
0,21 |
0,18 |
о,* |
|
|
|
0,94 |
0,65 |
0,52 |
|
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
затем к постепенному увеличе |
|
|
|
|||||
нию до следующего |
|
максиму |
Рис. 101. Влияние амплитуды колеба |
|||||
ма. При этом значение второго |
ний на скорость транспортирования |
|||||||
максимума |
меньше |
первого, |
1 — при п = |
почвы: |
2 — при п — |
|||
T. е. UT |
іш ах ^ |
О т 2 т а х - |
Эта |
р З З - |
390 об/мин; |
|||
■* 490 об/мин; 3 — при п — 590 об/мин; 4 — |
||||||||
ница в скорости транспортиро |
при |
п — 675 об/мин |
||||||
вания |
объясняется |
значитель |
|
|
при боль |
|||
ными перепадами давления воздуха, возникающими |
||||||||
ших значениях соЛ между слоем почвы и |
поверхностью ле |
|||||||
меха. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Исследования показывают, что скорость транспортирования суглинистых и глинистых почв при влажности 16,2% с увеличе нием амплитуды возрастает по параболической кривой (рис. 101). Наиболее интенсивное возрастание скорости наблю дается при больших значениях амплитуды и меньших частотах. Так, повышение скорости при амплитуде 15 мм и увеличении частоты вращения с 390 до 490 об/мин составляет 0,15 м/с, в интервале частоты вращения 490—590 об/мин — 0,11 м/с, а в интервале 590—680 об/мин ■— 0,082 м/с.
На скорость транспортирования почвы оказывают влияние углы а и iß. С увеличением угла наклона лемеха а скорость пе ремещения почвы снижается главным образом из-за скатывания частиц верхнего слоя пласта. Предельными значениями угла на клона лемеха при подкапывании суглинистых и глинистых почв можно считать а = 38 -ь-430 для срезаемого слоя почвы толщи ной 18—20 см и а = 29 -г- 36° для слоя 8—10 см. При этих значе ниях угла а транспортирование почвы практически прекра щается.
Направление колебаний, определяемое углом ß, оказывает наиболее существенное влияние на скорость транспортирования ѵт. Установлено, что с увеличением угла ß скорость перемеще ния материала возрастает. Однако повышение скорости наблю дается только до определенного значения ß, при дальнейшем его увеличении скорость транспортирования снижается.
Возрастание и снижение скорости пт с изменением угла ß происходит довольно резко: так, с увеличением угла ß от 5 до 15° скорость транспортирования повышается в 1,7 раза, а при даль нейшем увеличении с 15 до 25° снижается в 1,5 раза. Поэтому при проектировании следует иметь в виду, что выбор угла ß в значительной мере определяет качество работы колеблющегося лемеха и машины в целом.
Оптимальное значение угла направления колебаний р 0 П т оп ределяется главным образом амплитудой А и частотой колеба ний п, при этом малым значениям А и п соответствуют макси мальные значения р0Пт (рис. 102). Следовательно, при работе лемеха в области низких режимов ю2А целесообразно принимать большие значения угла ß и наоборот.
Характер перемещения почвы по поверхности лемеха при постоянной амплитуде, частоте и угле ß определяется глубиной
ßonnhZPQ-d
Рис. 102. Зависимость оптимального угла р0Пт от ам плитуды и частоты колебаний:
I — при А — 10 мм; 2 — при А — 15 мм; 3 — при А = 25 мм; 4 — при п — 490 об/мин; 5 — при п — 590 об/мин; 6 — при п = 675 об/мин
подкапывания h. Экспериментальными исследованиями установ лено, что в начальный период поступления слоя почвы на лемех влияние глубины подкапывания практически не сказывается на скорости транспортирования. При дальнейшем перемещении почвы, когда монолитность (сплошность) пласта нарушена, на блюдается отставание скорости перемещения верхних слоев от носительно нижних. Отставание происходит вследствие того, что силовой импульс, передаваемый лемехом нижним слоям
почвы, затухает в слое тем быстрее, чем дальше расположены частицы почвы от лемеха.
В режимах с непрерывным подбрасыванием (первый крити ческий режим) происходит разрыхление транспортируемого пласта: верхние слои подброшены, а нижние, попав на поверх ность лемеха, вновь получают силовой импульс вверх. Верхние и нижние слои соударяются, двигаясь навстречу друг другу, в результате чего при транспор тировании почвы не только из меняются скорости слоев в вер-
0,8
0,6 \
0,4
^ 1
0,2 |
|
10 |
15 |
hc,см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рис. |
103. |
Влияние |
толщины |
Рис. 104. Изменение скорости |
|
|||
слоя почвы на скорость транс |
транспортирования в зависимо |
|||||||
|
портирования: |
|
сти от влажности почвы: |
|
||||
1 — при А |
= 25 мм; |
2 — при А |
= |
1 — при А — 10 мм; 2 — при А = |
||||
= 15 |
мм; |
3 — при |
А |
= 10 мм |
|
|
= 15 мм |
|
тикальном сечении пласта, |
но и снижается |
средняя скорость |
||||||
перемещения всего |
пласта. |
|
|
чем больше |
слои |
|||
Снижение средней скорости тем больше, |
||||||||
почвы и меньше амплитуда колебаний (рис. |
103). Поэтому |
для |
овощеуборочных машин, процесс работы которых связан с под капыванием тонкого слоя почвы 8—10 см, амплитуда колебаний может приниматься 15—20 мм, а для машин, подкапывающих почву на глубину 18—20 см, — 25—30 мм.
Свойства почвы и ее состояние оказывают решающее влия ние на процесс транспортирования. Песчаные малосвязные поч вы транспортируются хуже, чем глинистые и суглинистые. В то же время связные почвы хорошо перемещаются по лемеху при оптимальной и низкой влажности (рис. 104). Границей удовлет ворительного транспортирования можно считать нижний пре дел пластичности почвы.
Выжимные лемешковые и вильчатые копачи
Выкапывающие рабочие органы выполняют одну из первых операций технологического процесса уборки корнеплодов, по этому степень их совершенства в значительной мере определяет
159
параметры и энергоемкость последующих рабочих органов и в конечном счете технологическую схему и качество работы ма шины. Чем меньше земли сходит с выкапывающих рабочих ор ганов вместе с корнеплодами и чем интенсивнее разрушены свя зи между отдельными агрегатами почвенного пласта, тем легче очистить корнеплоды от почвы.
Требованиям ограничения количества почвы и интенсивной ее деформации наиболее полно отвечают выжимные копачи: лемешковые, вильчатые, а также дисковые.
Особенностью рабочих органов этого вида является наличие двух рабочих поверхностей, симметричных относительно верти кальной плоскости, проходящей вдоль убираемого ряда. Пласт почвы с корнеплодами при выкапывании проходит через посто янно сужающееся русло, образованное этими поверхностями, в результате чего подвергается сжатию и «выжиманию» вверх. Выжимные копачи работают на меньшей глубине, чем глубина залегания корнеплодов, и имеют ограниченную ширину захвата. Поэтому они забирают в несколько раз меньше почвы, чем леме ха картофелеуборочных машин.
Лемешковые и вильчатые выжимные копачи применялись еще в начале XX в. в свеклоподъемниках и свеклоуборочных комбайнах.
Различие между лемешковыми и вильчатыми копачами за ключается в форме рабочей поверхности. Лемешковые копачи представляют собой два симметрично расположенных лемеха, поставленных под углом к направлению движения машины. Имея более или менее развитую, чаще всего плоскую рабочую поверхность, они воздействуют на корнеплод через деформиру емую почву.
Вильчатые копачи, представляющие собой спаренные заост ренные стержни, менее интенсивно сжимают пласт, поэтому име ют меньшее тяговое сопротивление, но недостаточная дефор мация вилками почвенного пласта приводит к необходимости непосредственного воздействия на корнеплод, при котором неиз бежны повреждения.
В конструктивном оформлении как лемешковые (рис. 105, а и б), так и вильчатые (рис. 106, а и б) копачи могут быть замкну тыми и разомкнутыми.
Замкнутые копачи интенсивнее крошат пласт и имеют боль шую прочность, но наносят больше повреждений корнеплодам и склонны к забиванию.
Выжимные рабочие органы представляют собой спаренные трехгранные клинья. Этим обусловливается характер воздейст вия их на почву. В отличие от пласта, подрезаемого лемехами почвообрабатывающих и картофелеуборочных машин, пласт, подрезаемый выжимными рабочими органами, не может свобод но перемещаться в открытую борозду или на дневную поверх ность почвы и движется в сужающем русле.
Отнесем рабочую поверхность трехгранного клина к прост ранственным осям координат X, Y, Z так, чтобы ось X совпада ла с направлением перемещения клина, ось Z была направлена
Рис. 105. Выжимные лемешковые ко |
Рис. |
106. Выжимные |
вильчатые ко |
пачи: |
|
пачи: |
|
а — замкнутый; 0 — разомкнутый |
а |
— замкнутый; б — |
разомкнутый |
Рис. 107. Схема спаренных трехгранных клиньев
вертикально вверх, а ось Y — перпендикулярна им обеим. Ли нии пересечения плоскости клина с координатными плоскостями (следы) AB, ВС и АС образуют соответственно углы а, ß и у (рис. 107).
Углы в сечении клиньев горизонтальной плоскостью (угол атаки 2у) и поперечно-вертикальной (угол развала 2ß) опреде ляют качество выполнения технологического процесса и угол ре-
11 Зак. 807 |
1 61 |
зания а. Зависимость между ними выражается в следующем виде:
tg a = tg Y tg ß
Углы атаки и развала чаще всего применяются для характе ристики параметров выжимных копачей, но для разработки кон струкции более удобны двугранный угол максимального раскры тия я между плоскостями, в которых расположены рабочие по верхности копачей, и угол і отклонения от вертикали плоскости максимального раскрытия.
Между характерными углами существуют соотношения:
tgß = tg -y co s/; |
(82) |
|
tg V = tg |
sin г; |
(83) |
tgi = tg a = -J^ -. |
(84) |
|
|
tgß |
|
Эксперименты показывают, что при перемещении в сужаю щемся русле лемешковых копачей почва не уплотняется. Поч венные частицы продвигаются вдоль рабочего органа и вверх параллельно линиям AB и А\В\ подобно тому, как это происхо дит при движении двугранного клина — плоского лемеха.
Следовательно, работа выжимных копачей может быть ото ждествлена с работой плоского лемеха, имеющего одинаковый с ними угол резания а. Только для выжимных копачей вместо коэффициента трения почвы по их поверхности / следует поль зоваться его приведенным значением
е
S п -----
2
Характер деформации почвы при работе спаренных трехгран ных клиньев определяется различными факторами, в частности, углом резания а и свойствами почвы. Чем выше значение угла резания а, тем интенсивнее деформация почвенного пласта. Од нако увеличение угла резания приводит к увеличению горизон тальных перемещений почвенных частиц, которые могут при вести к излому корнеплодов в процессе выкапывания.
Для пассивных лемешковых копачей предельное значение угла резания определяется из уравнения
®шах = 45° |
~~ arctg---- |
1----- |
. |
(85) |
|
2 |
|
е |
|
s i n ----
о
4.