ОБОСНОВАНИЕ ДЛИНЫ НОСКА И ВЫСОТЫ СКАЛЫ ПОВОРОТНОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА КУЛЬТИВАТОРА

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается движение пласта почвы, движущегося по поверхности поворотного рабочего органа культиватора при обработке междурядий хлопка. Определяются размеры некоторых геометрических параметров поворотного рабочего органа, а также скорости движения и удельного давления.

ABSTRACT

The article examines the movements of a soil layer moving along the surface of a rotary working body of a cultivator when processing cotton rows. We determine the dimensions of some geometric parameters of the rotary working body, as well as the speed of movement and specific pressure.

Ключевые слова: пласта почвы, абразивная частица, рабочая поверхность, износ, удельное давление, скольжение.

Keywords: soil layer, abrasive particle, working surface, wear, specific pressure, slip.

На современном этапе основными задачами кластеров государством определено повышение экономической самостоятельности и финансовой устойчивости, стимулирование заинтересованности в рациональном использовании земельно- водных ресурсов, повышении уровня механизации и рентабельности за счет внедрения современных технологий [1].

В связи с этим обеспечение высокого качества подготовки почвы к посеву и совершенствование рабочих органов средств механизации имеет особое значение.

Определяя траекторию скольжения пласта почвы по носку рабочему органу культиватора при обработке междурядий хлопка, определяем размеры некоторых геометрических параметров поворотного рабочего органа с помощью скорости агрегата. Изменение геометрической формы поверхности рабочих органов почвообрабатывающих машин обусловлено в основном обработкой различных типов слоя почвы, рассмотрим взаимодействие слоя почвы с треугольным клином.

В работах [2,3], посвящённых изучению геометрических параметров рабочих органов культиватора, скорости движения машинно-тракторных агрегатов, влиянию физико-механических свойств почвы на расстояние ее забрасывания. Можно выделить исследования, определяющие траекторию движения почвенной частицы. Эти исследования могут быть использованы для оценки расстояния между рядами рабочих органов. Более удобный расчёт траектории движения пласта почвы по поверхности рабочего органа можно сделать с помощью дифференциальном уравнение. Этот метод несколько модифицирован, систему координат размещаем на участке отдельно, то есть, первую систему координат перекрываем той частью слоя грунта, которая скользит по поверхности рабочего органа, и размещаем ось x₁, начало координат - точка А (кончик рабочего органа) и вторую систему координат примем точку В, в той части, где пласт почвы перемещается по поверхности рабочего органа, где ось абсцисс проводим горизонтально, а ось ординат вертикально.

Рисунок 1. Схема

Представлены силы, действующие на вращающееся рабочее органа при его движении в горизонтальной плоскости.

Здесь: G-сила тяжести пласта почвы, N-нормальная сила реакции, оказывающая поверхность рабочего органа на слой почвы, F_тр-сила трения между пластом почвы и поверхностью рабочего органа, α-угол наклона носовой части рабочего органа, - скорость носовой части рабочего органа слоя грунта в конце, - скорость слоя грунтового слоя при отделении рабочего органа от носовой части, в направлении, противоположном его движению по рабочей плоскости, коэффициент трения между пластом почвы и поверхностью рабочего органа, коэффициент трения между пластом почвы и поверхностью рабочего органа,   коэффициент трения между пласта почвы и поверхностью рабочего органа;

Рисунок 2. Схема

При движении плоского носка на слой почвы действуют следующие силы. G-сила тяжести пласта почвы,-сила трения между пластом почвы и неподвижным грунтом, - сила трения между пластом почвы и частично сдвинутым грунтом.

Дифференциальные уравнения движения запишем отдельно для частей  промежутке AB и BC.

В состоянии движения слоя грунта по носовой части вращающегося рабочего органа дифференциальное уравнение движения пласта почвы  в промежутке АВ имеет следующий вид:

;                                                (1)

Оси координат x₁,y₁ в промежутке AB начало координат точка A. Запишем дифференциальное уравнение движения пласта почвы, движущегося на участке АВ. Поскольку тело движется прямолинейно, то есть вдоль одной оси, то дифференциальное уравнение движения тела равно единице.

Выражение в правой части этого уравнения представляет собой сумму проекций сил, действующих на тело на ось x₁.

 ,

,

, 

Это облегчает решение проблемы. Сила трения между пластом почвы и поверхностью рабочего органа на этом сечении равна проекцию пласта почвы, силы трения слоя почвы с землёй и нормальным силам реакции на горизонтальной оси:

                               (2)

или  

Потом составляем уравнение и разделим обе части полученного уравнения на m и дважды интегрируем:

 (3)

Найдём интегральные константы C₁ и C₂, используя начальные условия. При  ,  va  Когда АВ состоит из участка прямой, уравнение движения тела на этом участке имеет вид:

           (4)

Это уравнение (4) равно траектории пласта почвы на участке АВ, то есть длине носовой части вращающегося рабочего органа.

При    в секунду уравнения (3) и (4) принимают вид:

                         (5)

                    (6)

Где:     -это время, затраченное на преодоление расстояния от точки А до точки В на (рисунке-1) вдоль  носовой части вращающегося рабочего органа.

Пласт почвы начинает частично разрушаться в точке А и продолжает разрушаться, когда он начинает двигаться на участке ВС,  когда слой почвы проходит точку В, в которой на пласт почвы действует только одна сила тяжести.

По этому имеет следующий вид:

                                                     (7)

                                               (8)

с учётом этого запишем дифференциальное уравнение движения тела:

                                                                         (9)

                                                                    (10)

Решаем каждое из этих уравнений отдельно. Для решения (7) разделим обе части на m и дважды проинтегрируем уравнение

                                            (11)

Найдём интегральные константы C₃ и C₄, используя начальные условия.

При  da,   и

Если мы установим значение C₃ и C₄:

                                            (12)

Теперь решаем уравнение (10). Разделим обе части уравнения на m и дважды проинтегрируем уравнение:

                                      (13)

Находим интегральные константы C₅ и C₆, используя начальные условия.

При ,     и 

Подставим значения C₅ и C₆  в уравнение (13): 

                                      (14)

При , - время, затрачиваемое пласта почвы до момента падения вращающегося рабочего органа из верхней точки в точку С на горизонта, приведённые выше уравнения (12) и (14) будут выглядеть так:

                                                (15)

                                             (16)

Таким образом, решив дифференциальные уравнения движения пласта почвы, мы приступаем к нахождению требуемых в задаче величин. Для этого запишем необходимые уравнения (5), (6), (15), (16):

                                                         (15)

                                (16)

                      (5)

                 (6)

где: L - длина носка вращающегося рабочего органа.

 - высота вершины вращающегося рабочего органа.

Неизвестные мы определяем выполнения математических операций.

Чтобы найти уравнение траектории участка ВС, решим совместно уравнения (12) и (14) и исключим из них t.

 - уравнения траектория пласта почвы в участке ВС, то есть опускания слоя почвы по параболе.

Можно принимать длина носка вращающегося рабочего органа

 мм при таких размерах, высота скалы должно быть   мм.

Список литературы:

1. Р.А.Гуляев, А.Е.Лугачев, Х.С.Усманов Современное состояние производства, переработки и качества хлопковой продукции в ведущих хлопкосеющих странах мира: Монография. Типография АО «Paxtasanoat ilмiy мarkazi», Ташкент, 2017, - с.11.
2. Джураев А.Ж., Нуриев К.К., Элибоев А. Совершенствование формы лезвий для глубокой обработки почвы // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2003. №8, С. 38...39.
3. Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике. Под редакцией А.А.Яблонского. Москва «Интеграл-пресс» -2000 год., С.134-345.е