Россия
Россия
В статье рассматривается процесс взаимодействия лезвия зуба пластинчатой пружины (спирально-пластинчатого рабочего органа) с почвой. При этом учитывая то, что интенсивность воздействия зубчатого рабочего органа на почву зависит от скорости его движения, с увеличением которой повышается поверхностное рыхление на глубине хода и перерезание корней сорняков, определена скорость лезвия зуба в произвольной точке и на основании дифференцирования уравнений его движения и после некоторых преобразований, получена формула для определения скорости резания любой точки лезвия зуба пластинчатой пружины. Также определено полное ускорение рассматриваемой точки и произведен анализ полученных зависимостей.
пластинчатая пружина, почва, лезвие зуба, винтовая поверхность.
Исследованием формы, конструктивных параметров и основных элементов ротационных рабочих органов, в частности процессом взаимодействия их режущей кромки и рабочей поверхности с почвой занимались ряд авторов [1, 4, 5, 8].Известно, что интенсивность воздействия любого зубчатого ротационного рабочего органа на почву зависит от скорости его движения, с увеличением которой повышается поверхностное рыхление на глубину хода и перерезание корней сорняков. При этом в виду того, что зубчатая пластинчатая пружина совершает сложное движение в пространстве, разные точки, принадлежащие режущей кромке (лезвию) зуба, очевидно, будут иметь различную скорость. Однако подобные ротационные конструкции, при взаимодействии их с почвой и сорной растительностью, до сир пор мало изучены и остаются аналитически не исследованными.Условия, материалы и методы исследований. В связи с этим рассмотрим исследуемую нами пластинчатую пружину (спирально-пластинчатый рабочий орган), выполненную с зубьями, передняя режущая кромка (лезвие) каждого из которых выполнена по участку логарифмической спирали, а рифлёная (волнистая) рабочая поверхность - в виде поверхности турбодисков (рисунок 1). Следует указать, что основные конструктивные параметры, форма её рабочей поверхности и зубчатой режущей кромки нами были обоснованы и определены в следующих работах [6, 7, 10, 11].Анализ и обсуждение результатов. Как известно, для обеспечения резания почвы со скольжением и скалыванием, лезвие зубьев ротационных рабочих органов должны быть выполнены по специальной кривой. При этом передние режущие кромки зубьев должны способствовать деформацию почвы с наименьшим усилием и без уплотнения дна борозды, а также способствовать уменьшению отброса почвы [3, 8].Поэтому, принимая во внимание вышеуказанное, включая условие скользящего резания почвыи на основании результатов исследований ряда авторов [3], форма каждой передней режущей кромки зуба исследуемой нами пластинчатой пружины выполнена по участку логарифмической спирали, которую можно построить графически и по уравнению.Далее исследуя процесс взаимодействия лезвия зуба пластинчатой пружины с почвой, обратимся к аналитическим выражениям, позволяющим оценить его произвольной точки М при движении в пространстве [2, 9, 12]. При этом с учетом выражения , из теоретической механики известно, что скорость резания любой точки лезвия зуба Vp определяется как:Для нахождения величины Vp используем полученные нами уравнения точек лезвия спирально-пластинчатого рабочего органа в виде
1. Булгариев Г.Г. Разработка и обоснование параметров рабочих органов машины для поверхностной обработки почвы: Автореф. дис. к.т.н.: 05.20.01 / Г.Г. Булгариев // - Казань, 1997.-24с.
2. Булгариев Г.Г.Обоснование и определение основных параметров спирально-пластинчатого рабочего органа / Г.Г.Булгариев, Р.Г.Юнусов // Научный журнал «Вестник Казанского государственного аграрного университета». - Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2013. - №.3(29) - С.57-63
3. Желиговский, В.А. Элементы теории почвообрабатывающих машин и механической технологии с.-х. материалов / В.А. Желиговский// - Тбилиси: Изд. Грузинского СХИ , 1960. - 146с.
4. Макаров П.И. Технологии и техника для гладкой вспашки почв / П.И.Макаров // - Казань: Изд-во Казан. Ун-та, 2000. - 288с.
5. Пикмуллин Г.В. Разработка и обоснование параметров рабочих органов культиватора для предпосевной обработки почвы: Автореф. дис. к.т.н.: 05.20.01./ Г.В. Пикмуллин // - Чебоксары. 2011. - 20с.
6. Пикмуллин Г.В. Комбинированное почвообрабатывающее орудие для безотвальной обработки почвы / Г.В. Пикмуллин Г.Г. Булгариев // - М.: Сельский механизатор, 2009. - №5. - С. 11.
7. Пикмуллин Г.В. Методика проектирования формы рабочего органа культиватора для предпосевной обработки почвы / Г.В. Пикмуллин, Г.Г.Булгариев, / Научный журнал « Вестник ». - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2011. - №1.- С. 107.
8. Синеоков Г.Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин / Г.Н. Синеоков, И.М. Панков // - М.: Машиностроение, 1977.- 328с.
9. Юнусов Р.Г. Обоснование параметров борозды и удельного сопротивления зубчатых спирально-планстинчатых рабочих органов / Р.Г. Юнусов, Г.Г. Булгариев, Г.В. Пикмуллин, В.П.Данилов // Научный журнал «Вестник Казанского государственного аграрного университета». - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2012. - № 2.
10. Юнусов Р.Г. Уравнения движения ротационных (винтовых) рабочих органов в почве / Р.Г. Юнусов, Г.Г. Булгариев, Г.В. Пикмуллин // Научный журнал «Вестник Казанского государственного аграрного университета». - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2012. - №4.
11. Юнусов Р.Г. Почвообрабатывающее орудие с комбинированными рабочими органами / Р.Г. Юнусов, Г.Г. Булгариев, Г.В. Пикмуллин, В.П.Данилов // Научно-практический журнал «Сахарная свекла». - М.: Изд-во ОАО «Подольская фабрика офсетной печати», 2013.-№2.- С.42-44.
12. Юнусов Р.Г. К обоснованию и определению колебательного процесса спирально-пластинчатого рабочего органа /Р.Г. Юнусов, Г.Г. Булгариев, Г.В. Пикмуллин // Научный журнал «Вестник Казанского государственного аграрного университета». - Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2014. - №.2(32) - С.63-67.
