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.