Робочі процеси машин з активними робочими органами

Останнім часом спеціалісти значну увагу приділяють ґрунтообробним машинам з активними робочими органами.

Робочі органи фрез здійснюють складний рух: поступальний (переносний) і обертальний (відносний). Траєкторія руху будь-якої точки робочого органа являє собою циклоїду (трохоїду).

Розглянемо, наприклад, рух кінцевої точки А ножа (рис. 4.14), яка знаходиться в початковий момент у положенні А_о. Через проміжок часу t вісь барабана переміститься в положення O_і пройшовши шлях νt, а диск барабана повернеться на кут wt, де ν - поступальна, a w - кутова швидкості фрези. При цьому точка А ножа перейде з положення А_о в положення А_і з координатами:

. (4.2)

Система рівнянь у параметричній формі характеризує траєкторію абсолютного руху точки А. Таку ж траєкторію буде мати і будь-яка інша точка ножа.

Геометрична форма циклоїди залежатиме від співвідношення швидкостей:

, (4.3)

де u - колова швидкість точки А.

Це співвідношення називається показником кінематичного режиму роботи фрези і є важливою характеристикою її роботи. В дійсності для будь-якої точки ножа λ >1, оскільки в протилежному випадку ніж діятиме на ґрунт не лезом, а затилковою частиною.

У штангових культиваторах λ <1.

Робота фрези характеризується подачею ґрунту на ніж S_z глибиною обробітку а, і висотою гребенів h, (див. рис. 4.14).

Рис. 4.14. — Кінематика теорії руху фрези: а — до визначення рівняння руху; б — до визначення основних показників роботи фрези; в — траєкторія штанги культиватора

Подачу на ніж обчислюють за формулою:

, (4.4)

де - час, протягом якого наступний у відносному русі ніж займе положення попереднього, тобто повернеться на кут, який дорівнює центральному куту між ними

, (4.5)

де - час, протягом якого диск повернеться на один оберт; z - кількість ножів на одному диску.

Час одного оберту можна визначити за умови

і (4.6)

Підставивши значення t_z одержимо

, (4.7)

або помноживши чисельник і знаменник на r і змінивши на , будемо мати:

, (4.8)

З цієї формули видно, за рахунок яких параметрів можна змінити подачу на ніж, а отже, і ступінь впливу фрези на ґрунт, у тому числі кришіння і висоту гребенів h. Чим менше подача на ніж, тим менша висота гребенів h.

Від подачі на ніж залежить також товщина стружки δ, яка визначає ступінь кришення ґрунту. Приблизно .

З рисунка 4.14 видно, що глибина обробітку звідки або, позначивши а/r на т, будемо мати . Підставивши ці значення в формулу для визначення товщини стружки, одержимо . З цієї формули виходить, що при незмінній подачі S_г на ніж із зменшенням глибини а обробітку ґрунту ступінь розпушування зростає. Товщина стружки - величина змінна, тому найчастіше приводять її максимальне значення.

Питання для самоконтролю:

1. Особливості розрахунку машин з активними робочими органами

2. Кінематика теорії руху фрези

3. Залежність ступіння кришення ґрунту

Дата добавления: 2015-12-07