Klendii, M. I.

Клендій, М. І.

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University

Матеріали VІ Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів.  Актуальні задачі сучасних технологій – Тернопіль 16-17 листопада 2017.  132 УДК 631.358 М.І. Клендій ВП НУБІП України «Бережанський агротехнічний інститут», Україна  ВЗАЄМОДІЯ ГОЛОК ГОЛЧАТОЇ БОРОНИ ПРИ РОБОТІ У ҐРУНТІ  M.I. Klendii INTERACTION OF THE MOLCHATE BOLOON MALE AT WORK IN THE SOIL  На диск із голками (рис. 1) по горизонталі діє рушійна сила Pд. Опір голки заглиб-ленню у ґрунт визначається силою Q, яка спрямована по осі голки до центру обертання С. Приймемо на рис. 1, а нерухому систему координат xС0y з початком у точці С0 (центр диска в початковому положенні). Вісь С0x направимо по горизонталі вліво із центра С0 в напрямку руху борони, а вісь С0y – вниз. На рис. 1, б наведено сили, що діють на центр С диска борони. Тоді, відповідно до законів плоско паралельного руху твердого тіла, мож-на скласти наступні диференціальні рівняння руху диска борони: 2... . 22... . 22..2;;0,ccд г д г д xcд г д г ycc cd xm x m P Qdtd ym y m G QdtdI Idtψψ= = − = = − = =  (1)  Рис 1. Схема руху голчастої борони (а) і сили, що діють на центр С диска борони (б) З першого рівняння (1) з ураху-ванням характеру руху борони в аг-регаті із трактором, що рухається рівномірно, витікає, що проекція прискорення xc дорівнює нулю. Тоді хc = υ0, де υ0 – константа, тобто шви-дкість центру С борони при рівномі-рному русі. У другому рівнянні (1) yc = 0, тому  що проекція прискорення точки С на вісь y дорівнює нулю (центр С не рухається по верти-калі). У третьому рівнянні (1) кутове прискорення ψ = 0, а кутова швидкість ψ дорівнює ω і має постійне значення. Через це із трьох рівнянь (1) залишаються наступні два рівняння статики: Pд − Qx = 0; G − Qy = 0          (2) Як видно з рис.1, «вихідна» голка А12' обертається у зоні, де проколювання ґрунту вже виконано. Вона не опирається на твердий ґрунт і сила реакції ґрунту тут мала. Через це варто вважати, що сила G давить в основному на голку А1', що здійснює проколювання ґрунту. Це положення тим справедливіше, чим ближче голка А1' до виходу із зони А1'А12' (рис. 1), тобто до вертикалі СА12. З рівностей (2.) враховуючи, що кут відхилення сили Q від вертикалі дорівнює 90° − ψ0 − ψ , а сила Pд і G рівні: Pд = Qx = Qsin(90° − ψ0− ψ) = Q cos(ψ0+ ψ)          (3) G = Qy = Q cos(90° − ψ0− ψ) = Qsin(ψ0 + ψ)      (4) При таких значеннях сил Pд і G буде виконаний прокол ґрунту. Друге рівняння вка-зує на важливість забезпечення необхідної маси борони, але при недостатній масі G борони Матеріали VІ Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів.  Актуальні задачі сучасних технологій – Тернопіль 16-17 листопада 2017.  133 проколювання ґрунту може не відбутися. При занурені голки в ґрунт і здійснення його про-колюванні кут ψ безперервно змінюється від 0 до 90° − ψ0 (про що вже говорилося). Кут ψ дорівнює: ψ = ωtп ,            (5) де tп – час повороту голки від положення СА1 до СА12 (рис. 1) Із залежностей (3) і (4) видно, що прокол ґрунту відбувається одночасно спільно з діями сил Pд і G. Під дією сил G голка заглиблюється в ґрунт, а під дією сил Pд борона ру-хається по полю. Сила Pд створюються трактором, а сила G виникає завдяки маси борони. Сила Q залежить від глибини λ занурення голки в ґрунт і збільшується при занурені. Згідно дослідних даних залежність Q від λ близька до лінійної. Q ≈ k λ,              (6) де k – коефіцієнт, який залежить від опору ґрунту при зануренні голки, її конусності і твер-дості ґрунту, визначається дослідним шляхом і вимірюється в Н/м. Спочатку проколу глибина λ дорівнює нулю, а рушійна сила Pд також дорівнює ну-лю, тобто в центрі С в початковому його положенні для наступної голки рушійна сила до-рівнює нулю. При заглибленні голки в ґрунт сила Pд буде збільшуватись, тому що збільшу-ється глибина λ. Під час закінчення проколу кут ψ дорівнює 90° − ψ0 , але у випадку коли прокол припинився то сила Pд також дорівнює 0. Сила G під час роботи знаряддя міняється у від-повідності (4). Як видно із рис. 1, якщо глибину λ враховувати по лінії голки від поверхні А1А12'' ґрунту, то дана глибина не буде строго перпендикулярна лінії А1А12''. В то й же час із зрос-танням кута ψ положення лінії голки наближається до вертикалі. Для аналізу цього явища застосуємо до розглянутого механізму метод обігу, тобто дамо всій системі, представленій на рис. 1, а, напрямок руху вправо зі швидкістю –υC. Внаслідок цього характер руху голок щодо ґрунту не зміниться, але вісь С зупиниться, а диск з голками буде обертатися навколо нерухомої осі С в тому ж напрямку (з кутовою швидкістю ω). Ґрунт буде переміщатися вправо зі швидкістю –υC. Під час представлених теоретичних розрахунків і графічних побудов проведені роз-рахунки і на основі наведених вище даних розроблена програма на ПК у середовищі уні-версальної системи комп’ютерної математики Maple V визначено залежність значення ру-шійної сили від глибини занурення голки борони у ґрунт (рис. 2).  Рис. 2. Залежність рушійної сили Pд від поточного значення кута ψ, що характеризує положення голки під час її повороту й заглиблення в ґрунт та глибини занурення голки λ: 1 – λ=2 см, 2 – λ=4 см, 3 – λ=6 см, 4 – λ=8 см. 

Interaction of the molchate boloon male at work in the soil

http://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/lib/22880/2/CAZST_2017vI_Klendii_M_I-Interaction_of_the_molchate_132-133.pdf

Interaction of the molchate boloon male at work in the soil

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University