CC BY
51
УДК 631.312.021.3:621.791.92
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗНОСА АРМИРОВАННЫХ ОТВАЛЬНО-ЛЕМЕШНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Блохин В.Н., к.т.н. доцент Прудников С.Н., Паршикова Л.А., соискатели
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет»
Aннотация. Проведено теоретическое исследование зависимости износа армирующих валиков от скорости движения абразивных частиц и радиуса кривизны поверхности валиков.
Ключевые слова: отвально-лемешная поверхность, армирующий валик, износ, скорость движения, радиус кривизны
Одним из наиболее эффективных и недорогих способов увеличения ресурса отвально-лемешных поверхностей является их упрочнение армированием [1, 2]. Однако такой способ меняет профиль детали, а, следовательно, и процесс ее контактирования с абразивной почвенной средой. Эти вопросы в настоящее время изучены недостаточно.
Экспериментальными исследованиями [3] установлено, что износ И деталей почвообрабатывающих машин и скорость и движения абразивных частиц связаны соотношением:
И=ЫЬ,
где к - коэффициент пропорциональности; Ь - показатель степени.
Армирующий валик
Абразивная частица
Отвально-лемешная поверхность
Рисунок 1 — Схема движения абразивной частицы по отвально-лемешной поверхности
Проанализируем влияние скорости движения частицы на износ валика с учетом силы трения ж (рис. 2).
П
Summary. The dependence of reinforcing beads wear on moving speed of abrasive particles and radius of curvature of beads surface has been studied theoretically.
Key words: moldboard- plow and share surface, reinforcing bead, wear, moving speed, radius of curvature.
Цель настоящего исследования -установить теоретическую зависимость износа И армирующего валика от скорости и движения частиц и от радиуса кривизны валика р.
Для проведения исследования примем следующие допущения:
- частица почвы представляет собой твердое шероховатое тело неизменной массы;
- размер абразивной частицы несоизмеримо мал по сравнению с размером армирующего валика;
- траектория движения частицы по поверхности валика представляет собой кривую (рис.1);
- движение частицы относительное.
Рисунок 2 - Схема сил, действующих на абразивную частицу
Запишем дифференциальные уравнения движения абразивной частицы почвы вдоль оси Мт (рис.2) [4]:
Из (1) и (2) имеем:
^ = -2g(y + fx),
(3)
m = -mg sin a - fN , dt
и вдоль оси Mn:
V
N = mg cos a - m —
(1)
(2)
где т - масса частицы; N - реакция валика;
/ - коэффициент трения скольжения частицы о поверхность валика; р - радиус кривизны.
У I
Из уравнения (3) следует, что скорость движения частицы и меньше Это означает, что при прочих равных условиях износ валика также будет меньше.
Как правило, армирующие валики имеют цилиндрическую форму. Для установления зависимости износа валика от радиуса кривизны, будем рассматривать перемещение частицы по дуге окружности радиусом Я (рис.
3).
Определим у из уравнения связи (кривой)
Д.Хиу') = 0 и, подставив в уравнение (3), найдем скорость в функции от х: о — /(х).
Рисунок 3 - Схема движения частицы по дуге окружности радиусом Я
Уравнение связи для окружности запишется в виде:
H=kvbpn,
(6)
у2 +{x-Rf =R2 ,x<R, а уравнение (3) примет вид:
где k - коэффициент пропорциональности; b, n - показатели степени.
Список литературы
1. А.М. Михальченков, С.Н. Прудников. Отвал корпуса плуга // Патент РФ №92823 А.
Из уравнения (5) следует, что с увеличением координаты х скорость и движения частицы по поверхности валика уменьшается, а значит, уменьшается его износ. Это же уравнение показывает, что износ уменьшается с уменьшением радиуса кривизны Я.
С учетом вышеизложенного получена аппроксимированная функция износа отвально-лемешной поверхности:
2010г.
2. Лемех плуга для отвальной вспашки: пат. №101891 / Михальченков А.М., Паршикова Л.А. №2010124572/02; заявл.15.06.2010; опубл. 10.02.2011. Бюл. №4, 3с.
3. М.М. Севернев. Износ и коррозия сельскохозяйственных машин / Минск.: Беларус. наука, 2011. -333с.
4. Тарг С.М. / Краткий курс теоритической механики /- М.: Высшая школа, 2002.-415с.
