ЭлБиб

Аграрная наука Евро-Северо-Востока, № 2 (57), 2017 г.

тывающих виброударных механизмов наибо-

лее простыми являются предложенные нами

виброударные пружины [3].

Цель исследований

– теоретическое

обоснование параметров и режимов работы

виброударных пружин культиваторных лап.

Материал и методы.

Объектом теоре-

тического исследования является конструкция

культиваторной лапы на упругой стойке с

виброударной пружиной. Предложенный ра-

бочий орган культиватора [3] включает в себя

C-образную упругую стойку 1 с лапой

2. Верхняя часть С-образной стойки выполне-

на в виде витой цилиндрической пружины 3 с

полусферическими выступами 4 на нижней

плоскости верхнего витка. На верхней плоско-

сти нижнего витка выполнены полусфериче-

ские выступы 5, а на среднем витке – полу-

сферические выступы 6 (рис. 1).

Рис. 1.

Рабочий орган культиватора

В процессе обработки почвы С-образная

упругая стойка 1 (рис. 1) за счет витой цилин-

дрической пружины 3 выполняет колебатель-

ные движения в горизонтальной плоскости

вследствие действия на лапу 2 переменной

силы сопротивления почвы. При этом обеспе-

чивается высокая надежность технологическо-

го процесса работы за счет целостности конст-

рукции стойки и, как следствие, снижение из-

гибающего момента. При периодическом уве-

личении сопротивления почвы и отклонения

С-образной стойки 1 в направлении, противо-

положном движению рабочего органа культи-

ватора, за счет полусферических выступов 6

возникает удар между ними и верхним витком.

Это обеспечивает создание ударных импуль-

сов от полусферических выступов 6, которые

передаются на С–образную стойку 1, а потом

на лапу 2. Возникает их интенсивная вибра-

ция, которая уменьшает силу трения почвы и

растительных остатков по лапе 2. Когда пре-

пятствие пройдено, С-образная стойка 1 воз-

вращается в предыдущее положение. В этот

момент полусферические выступы 4 и 5 уда-

ряют по виткам витой цилиндрической пру-

жины 3, создавая ударные импульсы, которые

передаются на С-образную стойку 1, а потом

на лапу 2 и предотвращают накопление почвы

на лапе, обеспечивая ее самоочищение. Воз-

никает автоколебательный процесс, интенсив-

ность которого зависит от физико-механи-

ческих свойств почвы и переменного тягового

сопротивления. Использование предложенно-

го рабочего органа культиватора позволит

снизить тяговое сопротивление и одновремен-

но повысит эффективность поверхностного

рыхления почвы при культивации.

При обосновании параметров конструк-

ции и режимов работы применялись методы

теоретической и земледельческой механики, ме-

ханики сплошной среды, теории упругости, ин-

тегрального и дифференциального исчисления.

Результаты и их обсуждение

При

обосновании параметров виброударных пру-

жин силовое воздействие рассматривалось с

учетом действующего сопротивления почвы.

В результате с учетом расчетной схемы

(рис. 2) получена зависимость для определе-

ния действующей осевой силы

в виде:

hв

уд

 



(1)

где

уд

– удельное сопротивление почвы;

– ширина захвата лапы;

– плечо действия

силы сопротивления почвы;

– радиус пружины.

Радиус полушаровых выступов на вит-

ках пружины принимаем равным радиусу по-

перечного сечения проволоки.

Под действием силы сопротивления

культиваторной лапы на виброударную пру-

жину действует осевая сила

, и виброударная

пружина испытывает сложную деформацию,

состоящую из деформации кручения под дей-

ствием крутящего момента

кр

Р·r

, и дефор-

мацию среза под действием осевой силы

При равномерном распределении напряжений

среза по поперечному сечению наибольшее

касательное напряжение определяется по вы-

ражению:















 

  

hвP

уд

кр





(2)

где

– полярный момент сопротивления;

– площадь поперечного сечения проволоки

пружины,

– радиус сечения проволоки пружины.

Электронная Научная СельскоХозяйственная Б блиотека