25 | 02 | 2017
Учебные материалы
Для преподавателей
Работы студентов
Справочная и техническая литература
Статьи по темам

Проектирование и последовательность расчета виброударного рабочего органа с подвижным лезвием

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА ВИБРОУДАРНОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА С ПОДВИЖНЫМ ЛЕЗВИЕМ

Описание схемы и принципа действия виброударного рабочего органа с подвижным лезвием

Виброударный рабочий орган состоит из рамы 1, шарнирно закрепленной на ней стойки при помощи горизонтального цилиндрического шарнира 2, узкой долотообразной лапой 4 жестко соединенной со стойкой (рис. 3.1).

В верхней части к стойке 3 крепятся, располагаясь симметрично относительно шарнирного соединения стойки с рамой, две винтовые тяги 5, 6 с упругими элементами (пружинами) 13, 14, две пары ограничителей 9, 10 перемещения стойки и совмещенных с ними ударников 11, 12. При этом жесткость упругого элемента 14 задней винтовой тяги 6 меньше жесткости упругого элемента 13 передней винтовой тяги 5. Зазоры между бойками ограничителей 9, 10 и ударниками 11, 12, а следовательно, и величину максимально возможного отклонения чизельной стойки, можно регулировать перемещением ограничителей 9, 10 по винтовой нарезке в раме 1. Величина сжатия упругих элементов 13, 14 регулируется при помощи гаек 7, 8 на винтовых тягах 5, 6.

Рис. 3.1 Схема виброударного рабочего органа с подвижным лезвием

Вертикальный подпружиненный нож (лезвие) 22 расположен перед стойкой. Механизм виброударного подпружиненного лезвия состоит из шарнира 21 посредством, которого лезвие 22 крепится к стойки 3 в нижней ее части, а в верхней части посредством винтовой тяги 20 с упругим элементом (пружиной) 17. Зазоры между бойком 16 и ударником 15, и величина сжатия упругого элемента 17 регулируется при помощи гаек 18, 19 на винтовой тяге 20. Контактирующие между собой поверхности бойка 16 и ударника 15 имеют полусферические выступы в месте контакта.

С помощью регулировочных винтов и гаек устанавливаются величины сжатия упругих элементов в зависимости от требуемых режимов работы и свойств обрабатываемой почвы.

При движении в почве нож производит периодическое скалывание блоков почвы. В начале фазы сжатия почвы он отклоняется назад, сжимая пружину и увеличивая ее потенциальную энергию. В конце фазы сжатия почвы происходит удар между задним ограничителем и ударником ножа. Ударный импульс воздействует на почву, облегчая её скол. После этого пружина, разжимаясь, передает через нож накопленную потенциальную энергию скалываемому блоку почвы, вызывая интенсивное его крошение.

Так как стойка движется уже в разрыхленной почве, то на ее боковых гранях действует незначительное сопротивление. Кроме того, ударные импульсы передаются чизельной стойке, интенсифицируя ее колебания, благодаря чему улучшается качество рыхления почвы и снижается тяговое сопротивление. В результате этого стойка получает возможность колебаться с большей амплитудой под действием периодически изменяющихся сил сопротивления почвы, действующих на долото 4. Вследствие интенсивных колебаний стойки с ударами об ограничители 9, 10 происходит интенсивное рыхление почвы и снижение тягового сопротивления всего рабочего органа в целом.

3.2 Методика проектирования и последовательность расчета

Исходными данными для проектирования предлагаемого виброударного рабочего органа являются: тип почвы и её физико-механические свойства – твёрдость р, деформационный показатель n, углы внешнего j1 и внутреннего j2 трения; скорость движения агрегата V, глубина обработки почвы h и требуемая степень ее измельчения i.

Определение геометрических параметров стойки с рыхлительной лапой (ширины захвата лапы b, угла крошения b, угла резания e, формы передней грани стойки) осуществляется по известным методикам.

Определим частоту колебания ножа по формуле:

ν = 1/Т, (3.3)

где Т – период колебания подпружиненного ножа.

Тогда можно определить частоту скалывания почвы рабочим органом по формуле:

, (3.4)

где ν – частота колебания ножа.

Учитывая, что устойчивый режим колебательного движения виброударного рабочего органа с ударами об упоры возможен в том случае, если частота скалывания почвы будет соответствовать собственной частоте p колебаний ножа, т. е.

, (3.5)

где m – приведенная масса подпружиненного лезвия.

Отсюда получим условие для определения жёсткости с подпружиненным лезвием:

(3.6)

Исходя из величины силы действующей на нож находим деформацию пружины:

X = P/c, (3.1)

где P – сила действующая на нож;

с – жесткость пружины.

Зная деформацию пружины можно определить ее длину по формуле:

Lo = d + X, (3.2)

где d – зазора между бойками.

Определение зазора между бойками виброударной конструкции производится по формуле:

, (3.5)

где Rd – амплитудное значение переменной составляющей силы сопротивления почвы;

p – собственная частота колебаний стойки на упругой подвеске;

k – коэффициент восстановления при ударе.

Расчёт на прочность предлагаемой конструкции производится по известным инженерным методикам.

Пример расчета для величины силы почвы действующей на нож от 210Н до 262,5Н:

ν = 1/Т = 1/0.33 = 3.33 (1/c);

= 2 * 3.14 * 3.33 = 20.9 (1/c);

= 8 * 436.81 = 3494.48 (кг/);

X max = P/c = 262.5 / 3494.48 = 0.075 (м);

X min = P/c = 210 / 3494.48 = 0.06 (м);

Lo = d + X = 0.025 + 0.075 = 0.1 (м)

Определенная длина Lo пружины обеспечит необходимый режим работы подвижного лезвия при данной силе действия почвы на нож.


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить