Длина передней части копателя

2. Длина передней части копателя

Длина передней части копателя должна быть равна величине абсолютного перемещения его при движении комбайна и кривошипа вперед.

L = 2*Vм*t + X1 (2)

X1 = L4*Cos φ + L7*Cos α (3)

α = 180° - arctg (φ2 – L4*Sin φ4)/(- X2 – L4 * Cos φ4) + arcos((X2 + L4 *

Cos φ4)² + (y2 – L4 * Sin φ4)² + L6² - L5²)/(2*L6((X2 + L4 * Cos φ4)² + (y2 – L4*Sin φ4)²)½) (4)

φ4 = arccos (X1- L2* Cos φ2)/(((X1 – L2 * Cos φ2)² + (y1 + L2 * Cos φ2)²)½) – arccos (L3² - L4² - (X1 – L2 * Cos φ2)² + (y1+ L2 * Cos φ2)²/(2 * L4((X1 – L2 * Cos φ2)² + (y1 + L2 * Cosφ2)²)½) (5)

φ2 = ω * t

Подставляя значения X1 в уравнение (2) определяем длину первой части копателя.

3. Длина задней части копателя

Вторая часть копателя выполняет функцию перемещения корненосного пласта, в связи с этим важно определить параметры копателя, при которых обеспечивается устойчивое перемещение почвы без сгруживания по поверхности копачей.

Динамика перемещения пласта почвы по поверхности двугранного клина впервые была рассмотрена доктором технических наук Г.Н. Синеоновым.

Им была получена аналитическая зависимость для определения максимально допустимой длины лемеха, при котором перемещения почвы будет переходить без сгруживания.

L ≤ ctg (α + φ) {(σc/γоб) – 2(V²/g) * Sin (α/2) * [ Cos (α/2) * tg (α + φ) –

Sin (α/2)]}, (6)

где L – допустимая длина лемеха, м;

α – угол установки лемеха, град;

φ – угол трения почвы о поверхность лемеха, град;

σс – временное сопротивление почвы сжатию, кН/м²;

γоб – объемный вес почвы, кН/м³;

V – скорость перемещения лемеха, м/с;

g -- ускорение земного притяжения, м/с².

Эксперименты д. т. н. А.Н. Зеленина и к. т. н. Н.Ф. Диденко показывают, что временное сопротивление почвы сжатию является функцией твердости почвы ρ. По данным Н.Ф. Диденко, в интервале твердости почвы 0…30 кН/м² с достаточной точностью можно считать σс = 0.007 ρ.

Для спаренных трехгранных клиньев уравнение может быть записано:

L ≤ ctg (α + φ') {((0/007ρ/γоб) – (2V²/g) * Sin (α/2)[Cos (α/2) * tg (α + φ') –

Sin (α/2)])} (7)

где φ' = arctg (tg φ/Sin (ε/2))

где ε – угол максимального раскрытия.

Подставляя в уравнение (7) его составляющие определяем длину задней части копателя.

4. Определение угла установки передней части копателя

N

β  β

Fтр

G

Для определения угла β составим уравнение отрыва пласта по поверхности двух плоскостей а1в1с1 и с1d1c2d2.

Запишем уравнение отрыва корненосного пласта. Сила трения пласта по поверхностям передней части копателя должно быть больше сил сопротивления.

Fтр ≥ Р отрыва + Р сдв + G, (8)

где Р отрыва – усилие, необходимое для отрыва корненосного пласта по плоскости с1d1c2d2. Р сдв – усилие, необходимое для преодоления сдвига пласта в плоскости а1в1с1d1. G – вес отделяемой части корненосного пласта.

Р отрыва = σ * F c1d1c2d2 (9)

Р сдв = σ * F a1b1c1d1 (10)

F тр = 2*f*G*tgβ (11)

Отсюда угол установим в передней части копателя к горизонтальной плоскости

tg β = (P отр + Р сдв +G)/2*f*G (12)

5. Расчет кинематических параметров копателя

Перемещение носка копателя в продольно вертикальной плоскости определяется по формуле

Y = L4*Sin φ4 + L7*Sin α (13)

Перемещение носка лемеха в горизонтальной плоскости определяется по формуле

X = L4*Cos φ4 + L7 * Cos α (14)

Литература

1. Н.Ф. Диденко и др. Машины для уборки овощей – М.: Машиностроение, 1984 – 320 с.

2. А.Н. Гудков. Теоретические положения к выбору новой системы машин для обработки почвы. Земледельческая механика. Сборник трудов. Том 12- М.: Машиностроение. 1969.

3. Ю.Г. Корепанов, А.А. Сорокин. Выкапывающий рабочий орган корнеуборочной машины. Авторское свидетельство СССР № 1271409 кл А01Д15/04.