ЗАТУПЛЕНИЯ ДИСКОВ НА ТЯГОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ БАТАРЕИ

Рабочие органы почвообрабатывающих машин быстро меня-ют свои размеры и форму вследствие абразивного изнашивания. Результаты теоретических и экспериментальных исследований: показывают, что износ лезвий сферических дисков выражается в появлении фасок на передней и задней гранях, в увеличении угла заострения, в уменьшении диаметра диска и затуплении его режущей кромки. Основным параметром, определяющим степень, затупления диска, является толщина лезвия . Анализ литературных данных и многократные наблюдения показывают, что затупление лезвий дисков в значительной мере влияет на силовую характеристику и качество работы дисковых батарей.

При исследовании была сделана попытка установить аналитическую зависимость между тяговым сопротивлением дисковой батареи, толщиной лезвий и другими параметрами, определяющими процесс лущения с помощью теории подобия и размерностей. Наиболее ответственным этапом в решении этой задачи является определение минимального количества параметров, с достаточной полнотой отображающих исследуемый процесс.

Все параметры, влияющие на тяговое сопротивление дисковой батареи, можно разделить на три группы:

1. Параметры, определяющие рабочий процесс лущения.

2. Геометрические параметры рабочих органов дисковой батареи.

3. Параметры, характеризующие состояние почвы.

К первой группе относятся скорость движения агрегата, угол атаки дисков и глубина обработки.

Из второй груяпы параметров выбираем только те, которые меняются во время работы дисков вследствие их абразивного изнашивания. К ним можно отнести диаметр диска и толщину его лезвия. Однако изменение диаметра диска при изнашивании практически не влияет на величину тягового сопротивления батареи, поэтому из второй группы параметров оставим только толщину лезвия диска, величина которой меняется в широких пределах и в значительной мере влияет на рабочее сопротивление дисковой батареи.

К третьей группе параметров можно отнести механический состав почвы, ее твердость, влажность, структурность и др.

Из исследований Н. А. Качинского , А. Д. Далина , А. Н. Зеленина , и П. У. Бахтина известно, что твердость почвы имеет высокую степень корреляционной связи с ее рабочем сопротивлением и предопределяет все остальные факторы, характеризующие состояние почвы. П. У. Бахтин называет твердость почв комплексным показателем их физико-технических свойств . Это дает основание выбрать из третьей группы параметров один наиболее важный и обобщающий—твердость почвы.

Для того, чтобы конкретизировать термин «тяговое сопротивление дисковой батареи», введем понятие «удельное тяговое сопротивление». Это тяговое сопротивление дисковой батареи с шириной захвата 1 м.

Таким образом, на основании анализа параметров, влияющих на величину удельного тягового сопротивления дисковой батареи, можно записать, где Рх— удельное тяговое сопротивление дисковой батареи;

р — твердость почвы;

R — толщина лезвий дисков;

V — скорость движения агрегата;

а — глубина обработки;

а — угол атаки дисков. Используя теорию подобия и размерностей, установим зависимость между этими величинами.

Выпишем в табл. 1 размерности параметров, входящих в уравнение (1).

Для выявления количества независимых переменных величин необходимо определить ранг матрицы. При этом наибольший порядок определителей, которые можно составить из строк этой матрицы, будет равен числу основных единиц. Анализ определителей третьего порядка, составленных из столбцов частичных матриц размером 3X3, показывает, что существуют определители третьего порядка, не равные 0. Например, для Рх, р, R

Это значит, что из 6 переменных величин мы имеем 3 независимых. Число безразмерных комбинаций, которые можно составить из шести переменных величин, рассчитаем по формуле: где m — число переменных величин;

п — число независимых переменных величин; к — число безразмерных комбинаций. В нашем случае к = 6—3 = 3, к = 3. Значит, из шести переменных величин можно составить 3 безразмерных комплекса. На основании теории размерностей запишем

Уравнение (4) выражает функциональную связь между тяговым сопротивлением дисковой батареи и остальными параметрами в общем виде. Для того, чтобы определить вид этой функции, необходимо провести однофакторный эксперимент, раскрывающий влияние толщины лезвий дисков на тяговое сопротивление батареи при различных углах атаки.

По уравнению (5) можно вычислять тяговое сопротивление дисковой батареи при различном сочетании параметров, входящих в его правую часть.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Затупление дисков в значительной степени влияет на тяговое сопротивление дисковой батареи. Формула (5) дает количественную характеристику этого влияния.

2. Формула (5) может быть использована при расчете сил, действующих на дисковую батарею, и дает возможность учитывать при этом степень затупления дисков.