Разрушение массива последовательным отделением «Стружки». Производительность резца или всего экскаваторного устройства, страница 3

Сопротивление волочению можно учесть, несколько увеличив расчетную величину удельного сопротивления резанию.

Объем грунта в ковше обозначим через V. Тогда площадь поперечного сечения стружки, снимаемой ковшом

Сопротивление копанию

где р – удельное сопротивление копанию

Найдем моменты действующих сил относительно оси рукояти. Пусть G_к – вес ковша, G_т– вес торфа, G_р – вес рукояти. Усилие на блоке ковша

где    S₁ – усилие в тяговом тросе, необходимое для преодоления сопротивления копанию Р₁;

S₂  - усилие от дейтсвия сил G_к, G_т и G_р;

К – кратность полиспаста.

Из рисунка получим:

          Мощность, необходимая для работы тяговой лебедки

где     V – скорость каната на барабане;

h - КПД привода и блоков.

Усилие в гидроцилиндре рукояти  S=S₁ + S₂, где    S₁ – усилие в гидроцилиндре от сопротивления копания Р₁;

S₂ – усилие в гидроцилиндре от сил G_к, G_т и G_р.

Из схемы

Мощность, необходимая для работы гидроцилиндра рукояти

где      V – скорость штока гидроцилиндра;

h - КПД гидропередачи.

Удельным сопротивлением резанию р называется отношение сопротивления резанию Р к площади поперечного сечения стружки F, т.е.

Отсюда                                                  (1)

где  d - толщина стружки,    в – ширина ее.

Умножим обе части выражения (1) на элементарный путь резца  dS. Тогда совершаемая работа

                               (2)

где F×dS=dV  - элементарный объем стружки. Тогда

             (3)

т.е., удельное сопротивление резанию представляет собой затрату энергии, отнесенную к единице объема стружки.

Совершаемая работа

где     N  - полезная мощность

dt – время для прохождения пути  dS.

          Объем стружки

где   Q  - производительность резца или всего экскавирующего устройства.

В первом и втором случаях  р равны между собой В третьем случае

          (4)

только тогда, когда  N  выражено  в Н/мс, а Q в м³/с. Если же N выражено в кВт, то р¢¹ р. Если N в кВт, а Q  в м³/с, то

Если  N  в  кВт, а Q  в м³/ч, то

Зависимость удельного сопротивления резанию грунта с низкой несущей способностью и древесины от толщины стужки

          В общем виде зависимость  р (d)  имеет вид

р = С d^т,  Н/м²  или  Нм/м³,                                   (1)

где  С  и  т  - опытные коэффициенты (причем всегда  т < 0), величина которых зависит от большого числа факторов (предела прочности материала, направления резания по отношению к волокнам материала, углов резания и др.) Если стружка имеет призматическую форму (снимается ножом бульдозера), то для торфа сырца приближенно

                                        (2)

Если стружка снимается фрезой, то

, где d_макс – наибольшая толщина стружки.

В случае фрезерования пня вдоль волокон.

и поперек волокон

Резание льда (фрезерование)

Фрезерование (торфяного мерзляка) мерзлого торфа

Если при фрезеровании воспользоваться для определения  р  средней толщиной стружки, то  .

Толщина стружки при работе ротора

Нож, получая вращательное движение от фрезы и поступательное от машины, описывает циклоидальную кривую.

Можно принять, что радиус фрезерного устройства ОС является нормалью к траектории движения ножа в точке С. Тогда D АВС – прямоугольный. Наибольшая толщина стружки d_макс = АС. Пусть l = АВ – расстояние, на которое передвинулась фреза за время ее поворота на один нож. Из D АВС

d_макс = l × cos a

С другой стороны

l = V × t, где     V – поступательная скорость машины;

t – время поворота фрезы на один нож;

где     - время одного оборота фрезы;    

z – число ножей в плоскости, 1 оси фрезы.

Тогда            (1)

Найдем cos a. Из D ОАD

Тогда если стружка имеет форму треугольника.

Параметры резца

     a - задний угол;

b - угол заострения резца;

d₀ = a +b - угол резания.

Примерные значения углов