Россия
В статье рассматривается исследуемый зубчатый спирально-пластинчатый рабочий орган, имеющий рифлёную (волнистую) рабочую поверхность в виде поверхности турбодисков. При этом выполнение рабочей поверхности элемента такой формы влияет на форму его режущей кромки, которая имеет волнистый контур, проходящий по винтовой линии. Вследствие чего, зубья режущей кромки размещены радиально по контуру, отклонёнными в двух направлениях (поочередно вправо и влево). На основании вышеизложенного обоснованы и получены зависимости для определения основных параметров спирально-пластинчатого рабочего элемента почвообрабатывающего орудия.
почвообрабатывающее орудие, спирально-пластинчатый элемент, зубья режущей кромки, почва.
Введение.Обоснование и аналитический вывод уравнений по определению основных параметров (в т.ч. формы), ротационных (дисковых, шнековых, геликоидального типа и др.) рабочих органов почвообрабатывающих орудий были предметом исследований ряда авторов [1, 3, 4, 6, 7, 8, 12 и др.]. Полученные ими теоретические зависимости характеризуют кинематику процесса взаимодействия рабочих органов с почвой и могут служить предпосылкой для определения рациональных значений основных параметров спирально-пластинчатых рабочих органов. Однако некоторые из них громоздки и неудобны для практического использования.
Кроме того, это связано и с тем, что ротационные рабочие органы пассивного привода (реактивные - привод от почвы) для крошения почвы и сопутствующих операций, нуждаются в дополнительных теоретических и экспериментальных исследованиях.
Условия и методы исследования. В связи с этим рассмотрим исследуемый нами зубчатый спирально-пластинчатый рабочий орган, имеющий рифлёную (волнистую) рабочую поверхность в виде поверхности турбодисков. Следует указать, что форма его рабочей поверхности и зубчатой режущей кромки нами были обоснованы в следующих работах [9, 10].
Одним из основных конструктивных параметров ротационных спирально-пластинчатых рабочих органов является их диаметр (D), а также шаг винта (t), ширина рабочего элемента (H), параметры рабочей поверхности и зубчатой режущей кромки: количество зубьев (Z3) на поперечном сечении рабочего элемента, длина (ℓ3) и ширина (В3) у вершины зуба, расстояние между соседними зубьями – шаг зуба (S3), высота (глубина) вырезов (С') рабочего элемента.
Исходными данными для определения вышеуказанных параметров являются: 1) глубина обработки почвы – а;2) угол подъёма винтовой линии (поверхности) – φ; 3) угол трения почвы по стали – φ1; 4) угол внутреннего трения почвы – φ0; 5) начальный радиус-вектор – ρ0; 6) текущий радиус-вектор ρi; 7) текущий полярный угол, определяющий логарифмический участок профиля передней режущей кромки зуба – θi.
Анализ и обсуждение результатов исследования. Как известно, основным показателем, характеризующим энергоёмкость процесса взаимодействия рабочего органа с почвой является соотношение его геометрических параметров с физико-механическими свойствами последней. Так, анализ подобных аналитических уравнений для определения основных параметров ротационных рабочих органов также позволяет установить, что на величину их диаметра существенное влияние оказывают глубина обработки (его хода или погружения) почвы и значение угла трения почвы (растительных остатков) по лезвию и рабочей поверхности, тогда как влияние их толщины весьма несущественное. При этом диаметр рабочего органа (элементов) по условию обеспечения заданной глубины обработки почвы определяется исходя из основных параметров, характеризующих движение почвы по поверхности рабочего органа. Так же от величины диаметра рабочего органа зависит и защемление растительных остатков при работе на засорённых участках.
1. Артемьев В.Г. Обеспечение нормы высева мелкосемянных культур спирально-винтовым высевающим аппаратом/В.Г. Артемьев, В.И. Курдюмов, М.В. Воронина, Н.Н. Назарова//Научный журнал «Вестник». -Ульяновск: Издательство Ульяновской ГСХА, 2012.- №1.
2. Босой Е.С. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин: Учебник для вузов с.-х. машиностроения /Е.С. Босой, О.В. Верняев, И.И. Смирнов, Е.Г. Султан-Шах //-2-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1977.-568с.
3. Булгариев Г.Г. Разработка и обоснование параметров рабочих органов машины для поверхностной обработки почвы. Автореф. дис. к.т.н.: 05.20.01 /Г.Г.Булгариев// - Казань, 1997. - 24 с.
4. Ермолко Е.В. Разработка и обоснование параметров рабочего органа геликоидального типа для поверхностной обработки почв. Автореф. дис. к.т.н.: 05.20.01 /Е.В. Ермолко// - Рязань, 1989. - 24с.
5. Желиговский В.А. Элементы теории почвообрабатывающих машин и механической технологии с.-х. Материалов /В.А. Желиговский//-Тбилиси: Изд. Грузинского СХИ, 1960. - 146с.
6. Исаев Ю.М. Критическая частота вращения спирального винта при перемещении частицы материала /Ю.М. Исаев, В.Г. Артемьев, Н.М. Семашкин, Н.Н. Назарова, В.А. Злобин //Научный журнал «Вестник» - Ульяновск: Издательство Ульяновской ГСХА, 2012. - №1.
7. Пикмуллин Г.В. Методика проектирования формы рабочего органа культиватора для предпосевной обработки почвы /Г.В. Пикмуллин, Г.Г. Булгариев //Научный журнал «Вестник Казанского государственного аграрного университета». - Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2011. - №1.
8. Синеоков Г.Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин /Г.Н. Синеоков, И.М. Панков//-М.: Машиностроение, 1977.-328с.
9. Юнусов Р.Г. Почвообрабатывающее орудие / Р.Г. Юнусов, Г.В. Пикмуллин, Г.Г. Булгариев // Патент РФ на изобретение №2395183.- Опубл. в Б.И., 2010.- №21.
10. Юнусов Р.Г. Обоснование параметров борозды и удельного сопротивления зубчатых спирально-пластинчатых рабочих органов /Р.Г. Юнусов, Г.Г. Булгариев, Г.В. Пикмуллин, В.П. Данилов //Научный журнал «Вестник Казанского государственного аграрного университета», 2012.-№2.
11. Юнусов Р.Г. Обоснование параметров и формы зубчатой режущей кромки ротационных (винтовых) рабочих органов /Р.Г. Юнусов, Г.Г. Булгариев, Г.В. Пикмуллин, В.П. Данилов //Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию Казанского государственного аграрного университета. Актуальные вопросы совершенствования технологий и технического обеспечения с.-х. производства. - Казань, 2012.
12. Яхин С.М. Классификация видов нагружений и критериев расчета спирально-винтовых элементов сельскохозяйственных машин / С.М. Яхин, Н.И. Семушкин, А.Р. Валиев //Научный журнал «Вестник». - Уфа: Издательство БГАУ, 2012. - №3.
