CC BY
65
При этом коэффициент трансформации угла заточки в лезвий изменяется по длине режущей кромки лезвия и определяется для каждой точки i:
р_р. Р-arctg [tg р cos (ауст +у; )]
' =~Т = Р •
где р. — трансформированный угол заточки в любой точке лезвия:
Р; = arctg[tg Р C0S(aуст + У;)].
Таким образом, трансформация угла заточки лезвия в рассматриваемом режущем аппарате неодинакова по длине режущей кромки и угол заточки уменьшается от периферии
рА = arctg(tg р C0Saуст)
к центру вращения
PB = arctg[tg Р C0s(ауст + Ymax)]. Коэффициент трансформации угла заточки изменяется от периферии
, Р_РА Р_ arctg (g Р c0S ауст )
*А = Р = Р
к центру вращения
, Р_РА Р_ arctg [tg Р c0s (а уст +Y max )]
'А = Р = Р '
При скользящем и наклонном резании сечения режущей кромки и направления движения любой его точки в материал трансформируются, приобретая форму продольного отрезка эллиптического усеченного конуса.
Выводы
1. Коэффициент скольжения рассматриваемого режущего аппарата находится в линейной зависимости от угла установки лезвия и положения стебля срезаемой растительности по отношению к оси вращения ножей. Эффект наклонного и скользящего резания тем выше, чем ближе к центру вращения срезаемый стебель.
2. Формулы (4) и (5) определяют характер подпорного резания.
3. Коэффициент трансформации угла заточки лезвия имеет линейную зависимость от положения срезаемой растительности, увеличиваясь при уменьшении расстояния от срезаемой растительности до оси вращения.
Список литературы
1. Сизый, В.В. Улучшение процесса перерезывания стеблей сорной растительности на внутренних откосах каналов / В.В. Сизый [и др.] // Наука — производству: тезисы докладов научно-производств. конф. 25 сентября 1976. — Новочеркасск, 1976.
2. Резник, Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов / Н.Е. Резник. — М.: Машиностроение, 1975.
3. Горячкин, В.П. Собрание сочинений. В 3-х т. / В.П. Горячкин. — М.: Колос, 1968. — Т. 3.
УДК 629.11.012.55
М.И. Романченко, ст. преподаватель
ФГОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия»
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ КАЧЕНИЯ КОЛЕСА В ВЕДУЩЕМ РЕЖИМЕ
Радиус качения колеса в ведущем режиме может принимать значения в интервале 0 < гк < гкс. Верхнее значение соответствует качению колеса в начальный момент перехода от свободного режима качения к ведущему. Нижнее значение определяется переходным моментом срыва колеса в полное буксование — вращение вокруг своей оси без перемещения в продольном направлении.
Радиус качения колеса в свободном режиме определяется из условия полного отсутствия скольжения элементов контактной площадки беговой дорожки шины (КП БДШ) по всей кинемати-
ческой длине 1к в пределах угла контакта ак сектора КП БДШ
= I. I а..
(1)
Кинематическая длина КП БДШ I определяется длиной пути 5ак, пройденного осью колеса в свободном режиме при повороте колеса вокруг своей оси на угол ак, соответствующий фазе (периоду) неподвижного контакта с опорной поверхностью крайнего элемента БДШ, находящегося сначала в точке В передней части КП, а затем в точке С задней части КП и остающегося при этом на месте (рис. 1).
Рис. 1. Перекатывание колеса в свободном режиме
Радиус качения колеса в ведущем режиме
г = г (1 - 5 ),
к кс4 к5
где 5к — коэффициент буксования колеса
(2)
к кс
где Лгк — уменьшение радиуса качения колеса относительно начального значения г , Лг, = г - г , обусловлен-
кс к кс к ^
ное скольжением элементов БДШ по опорной поверхности в сторону, противоположную направлению движения колеса, — буксованием, вызванным действием приложенных к колесу сил и моментов.
В ведущем режиме качения колеса в буксовании может находиться отдельная часть элементов КП БДШ или почти все элементы. Длине участка буксования соответствует диапазон возможных значений 0 < /букс < /к. Нижнее значение соответствует свободному режиму качения колеса, верхнее — режиму полного буксования.
Уменьшение радиуса качения колеса Лгк происходит вследствие потери части пути при перемещении колеса в поступательно-вращательном движении. Существует определенная кинематическая связь между длиной участка буксования /букс элементов КП БДШ и длиной потерянного пути. Эту связь можно установить аналитически, исходя из граничных условий, определяемых параметрами качения колеса в ведущем режиме при почти полном отсутствии буксования, т. е. в режиме, близком к свободному, и при почти полном буксовании элементов КП БДШ, т. е. в режиме, близком к полному буксованию колеса.
В начальный момент, когда происходит переход от свободного режима качения колеса к ведущему, в буксовании находится только один элемент КП БДШ С, расположенный в самой задней точке контактной площадки (см. рис. 1).
Уменьшение радиуса качения колеса при наличии буксования одного элемента КП БДШ можно определить, используя аналогию уменьшения радиуса некоторой окружности радиуса гн о при уменьшении ее длины на бесконечно малую величину.
Длина начальной окружности 5но = 2пгн о.
Длина окружности после удаления одной точки 5о = 5н.о - ^ где Л ^ 0.
Радиус укороченной окружности при изъятии из ее длины одной точки
го = 5о / 2П = (5н.о - Л8) / (2П = гн.о - Л8 / (2п).
Исходя из этого, можно представить, что если в КП БДШ в буксовании находится только одна точка, величина потерянного пути при повороте колеса на каждые 2п рад составляет ничтожно малую величину Л§.
Если же буксуют все точки КП БДШ, то колесо, оставаясь на месте, теряет в своем поступательном движении путь, равный кинематической длине контакта 1к при повороте на каждые ак рад. Радиус качения колеса в этом случае при полном буксовании гкв = 0.
Уменьшение радиуса качения колеса вплоть до нулевого значения можно уподобить уменьшению радиуса некоторого сектора с центральным углом ак при укорочении длины дуги сектора до нуля. В качестве длины дуги сектора подразумевается кинематическая длина КП БДШ I В этом случае потеря радиуса качения составляет его полную величину, т. е. Лгк = гкс, а уменьшение длины Л5 дуги сектора представляет собой длину I КП БДШ:
Лгк = Л5 / ак = гкс = 1к / ак гкв = гкс - Лгк = гкс - гкс = 0.
(3)
В промежуточных случаях, когда наблюдается частичное буксование элементов БДШ, длина участка буксования /букс, потеря Лгк радиуса качения и угол аг, при повороте на который теряется путь Л£, равный длине участка буксования, связаны между собой соотношением
Лг = / а.
к букс г
(4)
а радиус качения гк = гкс - /букс / аг.
Буксование элементов КП БДШ оценивается коэффициентом буксования
5букс 1букс / 1к.
(5)
Коэффициент буксования колеса 5к с учетом полученных соотношений 5к = ак5букс / аг.
Текущее значение угла аг при увеличении коэффициента буксования элементов КП БДШ 5букс от 0 до 1 уменьшается в диапазоне от 2п до ак.
Для установления аналитической связи между геометрическими и кинематическими параметрами колеса используем развертку окружности — эвольвенту, наиболее подходящую кривую, являющуюся связующим звеном при взаимодействии двух смежных граничащих поверхностей — криволинейной (в форме окружности свободного радиуса колеса) и плоской (в форме прямой линии КП БДШ).
Расчетные элементы эвольвенты, необходимые для аналитических выкладок, приведены на рис. 2.
Длина дуги АМ
^ЛМ = аф2 / 2, где а — радиус начальной окружности эвольвенты; ф — центральный угол, образованный лучом, исходящим из центра начальной окружности — точки О и проходящим через точку В, и осью Ох, проходящей через точку А — начальную точку эвольвенты, т. е. ф = АВОА.
Возможный диапазон изменения угла ф:
» < ф < +<».
Длина дуги эвольвенты, образованной двумя произвольными точками М2 и М, определяется разностью
2 1 2 2
длин дуг АМ2 и АМ1, 5ам = аф2 / 2, 5АМ = аф1 / 2,
%,м, = аф2 / 2 аф1 / 2.
Начальный угол ф1 равен кинематическому углу контакта элементов БДШ с опорной поверхностью ак. Конечный угол ф2 = 2п.
Максимальное значение длины дуги М2М1 равно кинематической длине КП БДШ % м = /к, которая определяется выражением /к = а(ф2 - ф^) / 2.
Из этого выражения выразим радиус начальной окружности эвольвенты а: а = 21к / (ф2 - ф^).
С учетом принятых ранее значений углов ф — минимального ф1 = ак и максимального ф2 = 2п, получим
а = 2/ / [(2п)2 - а2].
К
5
СЕ
сс
с
о
£
<о
ІЗ
а
к
£
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
Длина дуги 5М М, расположенной между точками М2 и М, соответствует длине участка буксования элементов КП БДШ
1букс = 5М2М = а(ф2 - ф2 ) / 2.
После подстановки вместо а его выражения (6) и с учетом ф2 = 2п получим
/букс = 1к [(2п)2-ф2]/[(2п)2-аК].
Выразим ф через параметры эвольвенты и КП БДШ, введя обозначение 5букс по формуле (3) и проведя преобразования
Ф = 7 4п2(1 -8 букс) + а К 8
букс *
(7)
Угол ф отображает угол поворота колеса, определяющий потерю пути, равного длине участка буксования /букс, т. е. ф = аг.
Принимая во внимание, что величина уменьшения радиуса качения колеса Лг длина участка бук-
Рис. 3. Перекатывание колеса в ведущем режиме качения
Лш
у 3
-0,05 рад -0,1 рад 0,2 рад -0,3 рад -0,4 рад 0,5 рад 0,6 рад 0,7 рад
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Коэффициент буксования элементов КП БДШ d{
букс
(6)
Рис. 4. Зависимость коэффициента буксования колеса от коэффициента буксования элементов КП БДШ при различных значениях угла ак
сования /букс и угол аг, находятся в зависимости (4), длина участка буксования элементов БДШ /букс отождествляется с теряемой частью пути Л£, которую ось колеса могла бы пройти при перекатывании на угол аг дополнительно к пройденному пути 5аг, если бы колесо находилось в свободном режиме качения (рис. 3).
Принимая также во внимание равенство ф = аг и выражение (7), зависимость (4) может быть представлена в виде
Лгк = 1букс ^4п2(1 -8букс ) + аКЗбукс . (8)
Используя для подстановки в формулу (8) выражения (1), (2) и (5), преобразуем ее и получим аналитическое, вполне пригодное для практических расчетов выражение для определения коэффициента буксования колеса:
8к = акЗбукс/74^2 - (4п2 -аК )8букс .
На рис. 4 показаны графические зависимости 5к от 5б кс, соответствующие различным значениям ак.
Угол ак гипотетически может принимать значения в диапазоне 0 < <хк < я. Реальные значения ограничиваются диапазоном 0 < ак < п/2. При ак ^ 0, т. е. в случае качения жесткого (малодеформируемого) колеса, текущие значения 5к несоизмеримо меньше 5букс. Например, при 5букс = 0,5 и ак = 0,001 рад ко-
Коэффициент буксования ^6укс
0,1 рад 1,0 рад
Рис. 5. Зависимость угла аг, определяющего потерю пути, от коэффициента буксования элементов КП БДШ 5б при различных значениях угла ак (0,1 и 1,0 рад)
эффициент буксования 5к = 0,000113. При ак ^ п, т. е. в случае качения суперэластичного (гиперде-формируемого) колеса, текущие значения 5к и 5б соизмеримы между собой. Например, при 5букс = 0,5 коэффициент буксования 5к = 0,316.
Интенсивность уменьшения в процессе буксования угла аг, определяющего потерю пути, зависит от угла контакта ак, что отражено на рис. 5.
УДК 631.362.515
В.Н. Пермяков, ассистент И.Х Масалимов, канд. техн. наук, доцент И.Р. Ганеев, инженер А.В. Ефимов, инженер
ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»
ПЕРСПЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СУШКИ ВЛАЖНОГО ЗЕРНА КУКУРУЗЫ
Убираемое зерно кукурузы имеет высокую влажность. При влажности более 15 % зерно в насыпи самосогревается и плесневеет. Чтобы избежать этого, зерно высушивают до влажности 14 %, охлаждают до температуры 5 °С и засыпают в герметичную среду. Зерно сушат в шахтных, барабанных и конвейерных сушилках.
Поздние сроки уборки в последнее время стали основной причиной низкого качества семян кукурузы. Качество снижается также из-за несвоевременной сушки, нарушения ее технологии. Уборка семенной кукурузы с обмолотом початков в поле тоже недопустима, так как происходит сортовое засорение и значительное травмирование зародыша семени.
В последнее время термическую сушку нередко заменяют постепенным досушиванием, вентилированием в камерных сушилках. После такой обработки часто происходит первичное скрытое прорастание семян, плесневение, повышенная влажность зародыша. Семена, имеющие ослабленную энергию и силу роста, нестойкие при хранении, дают низкую всхожесть. Для сушки семян кукурузы оптимально допустимая начальная технологическая влажность составляет 34...36 % [1]. Семена с такой влажностью полностью сформированы по физико-механическим и физиологическим свойствам. К примеру, фирма «Монсанто» рекомендует начинать уборку при влажности 38 %.
