Рабочие органы землеройных машин и их взаимодействие с грунтом.
Рабочие органы отделяют грунт от массива резанием и копанием.
Резание - процесс отделения грунта от массива режущей, включающих резание грунта, перемещение срезанного грунта по рабочему органу и впереди его в виде призмы волочения, а у некоторых машин и перемещение грунта внутри рабочего органа. Сопротивление грунта копанию в 1,5...2,8 раза больше, чем сопротивление грунта резанию.
Физико-механические свойства грунтов характеризуются: гранулометрическим составом — процентным содержанием по массе частиц различной крупности; плотностью - массой единицы объема; пористостью - процентным отношением объема пор к общему объему грунта; влажностью - количеством воды, содержащейся в порах грунта (%); связностью -способностью rpyнта сопротивляться разделению па отдельные частицы под действием внешних нагрузок; разрыхляемостыю - свойством разрабатываемого грунта увеличиваться в объеме при постоянстве собственной массы, которая выражается коэффициентом разрыхления К, равным отношению объемов грунта в разрыхленном и естественном состояниях; пластичностью - способностью грунта деформироваться под действием внешних сил и сохранять полученную форму после снятия нагрузки; прочностью — способностью грунта сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок; коэффициентами трения грунта о сталь и грунта по грунту; абразивностью - способностью грунта интенсивно изнашивать рабочие органы машин.
|
| Рис.25 Геометрия режущих элементов рабочих органов землеройных машин. |
Режущая часть рабочего органа землеройной машины, имеющая обычно форму клина, характеризуется следующими геометрическими параметрами (рис., а): длиной режущей кромки в, углом заострения (3, задним углом а, передним углом у, углом резания 6 = f5 + а и толщиной стружки 1г. Эффективность процесса резания обеспечивается при оптимальных углах резания и рациональной геометрией режущего инструмента. Оптимальные значения угла резания 6 составляют 30...32° для легких грунтов и 40...43°для тяжелых; угла заострения р = 25...27° для легких и 32...35° для тяжелых грунтов. Задний угол принимают равным не менее 6...8°.
При отделении стружки грунта от массива на рабочий орган (рис. 76, б) действует сила сопротивления его движению в грунте F0, раскладываемая на две составляющие — касательную FOI и нормальную F0, к траектории движениярабочего органа. Силу FOI можно представить в виде
^о, = *~р + f-\ + Ftt...
где F ^ — сопротивление грунта резанию; F.r — сопротивление трения рабочего органа о грунт; Fu u ~ сопротивление перемещению призмы волочения и грунта в рабочем органе.
Величина сопротивления грунта резанию зависит от поперечного сечения срезаемой стружки, физико-механических свойств грунта и геометрии режущей части рабочего органа:
F = К bit,
р р
где Kt - удельное сопротивления грунта резанию, b и h -ширина и толщина стружки. Значения величины К^ в зависимости от категории грунта приведены в таблице.
.Нормальная составляющая сопротивления копанию F^.,,
представляющая собой сопротивление внедрению режущей части рабочего органа в грунт в направлении, перпендикулярном касательной составляющей F()|, определяется из соотношения F(), = 4'F0), где Ч1 = 0,2...0,6 - коэффициент, зависящий от физико-механических свойств грунта и затупления режущей кромки.