Параметры механизма навески        

Опорные колеса на схемах располагают возле крайних рабочих органов на расстоянии В₁ = (0,8...0,9)В (см. рис. 2) из условия, чтобы расстояние от точки опоры колеса до рабочего органа было не менее с ³ 1,5 а (а — глубина обработки).

Силы, действующие на орудия

Горизонтальная составляющая сил, кН, действующих на рабочие органы вдоль оси X,

R_x=kabn,                           (4)

где k — удельное сопротивление почвы, кН/м²; а — глубина обработки, м;

b — ширина захвата рабочего органа, м; n — число рабочих органов.

Вертикальная составляющая R_z изменяется в широких пределах. Приближенно ее значения, кН,

R_z=d R_x, ( 5)

где d — коэффициент пропорциональности.

Значение коэффициента d для корпусов плуга 0,1. ..0,2; для чизельных рабочих органов 0,1... 0,3; для стойки СибИМЭ 0...0,1; для глубокорыхлителей 0...0,2.

Составляющая R_y,кН, действующая в плоскости, перпендикулярной движению агрегата, также выражается в долях R_x:

R_у » R_x /3                                              (6)

Точки приложения этих сил даны на рисунке 1.

В процессе анализа силового взаимодействия всего орудия с почвой предполагают, что R_x, R_y и R_z, _,действующие на каждый рабочий орган, можно привести к одному среднему рабочему органу. Если же число корпусов четное, то в качестве среднего принимают условный (фиктивный) средний корпус, носок которого расположен на одинаковом расстоянии от носков переднего и заднего корпусов.Помимо сил сопротивления почвы на плуг (рис. 4) действуют сила тяжести, приложенная к центру тяжести плуга, сила трения F полевых досок о стенку борозды и реакция Q поверхности поля на обод опорного колеса.Считают, что силу F можно привести к концу полевой доски среднего корпуса. Значение F, кН, зависит от R_y, т.е.,

                       F=fR_y,                                         (7)

где f – коэффициент трения почвы о сталь (f=0,5).

Реакция Q почвы на обод колеса передается на ось колеса. Ее направление отклоняется от вертикали, проведенной через ось колеса на угол j_п, соответствующий коэффициенту перекатывания колеса по почве m. Значение m = 0,15...0.2, tgj_п » m.

Рис. 4. Схема силового взаимодействия плуга с механизмом

 навески - (а) и определения полной

результирующей всех сил Р - (б):

I— линия оси подвеса; II - поверхность поля; III— дно борозды

Определение реакции на ободе опорного колеса

 Навесное орудие соединяют с трактором с помощью механизма навески. Верхнее 2—8 и нижнее 1—5 звенья механизма навески (см. рис. 4) совместно со звеном 5— 8 (стойка плуга) и звеном 1—2 (рама трактора) образуют четырехзвенник 1—5—8—2. Силы, действующие на плуг, воспринимаются звеном 5—8, не имеющим постоянного центра вращения. Мгновенный центр вращения p этого звена находится на пересечении перпендикуляров к линейным скоростям точек 5 и 8, т. е. на пересечении продолжения звеньев 1—5 и 2—8.

Реакцию почвы на опорное колесо определяют из уравнения моментов всех сил, действующих на плуг, относительно мгновенного центра вращения навесной машины p.

Для удобства силы R_zx, G и Fзаменяют результирующей R_2. -Значение этой результирующей находят с помощью многоугольника сил. Для этого из произвольной точки А откладывают в некотором масштабе G, R_zx и F. Замыкающая R₂ и будет представлять собой результирующую сил G, R_zx и F (здесь R_zx— равнодействующая сил R_z и R_х).

Чтобы определить точку приложения результирующей R₂ на схеме плуга находят точки А и В.

Точка А лежит на пересечении линий действия силы тяжести Gи R_zx. Эта точка служит точкой приложения результирующей R₁ сил R_zx. и G. На пересечении линий действия R₁ и Fнаходится точка B, к которой приложена результирующая R₂ от сил R₁и F или, точнее, от сил G, R_zxи F.

Результирующую R₂ под тем же углом наклона к горизонту переносят из силового многоугольника в точку В на схеме плуга.

Сумма моментов сил, действующих на плуг, относительно мгновенного центра вращения равно нулю (SMp=R₂h₂-Qh₁=0),

откуда, кН,

Q= R₂h₂ / h₁,                                               (8)

где h₁ и h₂-растояние по вертикали соответственно от поверхности почвы до нижнего шарнира и от нижнего до верхнего шарниров механизма навески трактора (см. Рис.3).

Если значение Qнанести на план сил, то можно определить полную результирующую Р всех сил, действующих на плуг, включая и реакцию почвы на опорное колесо.

Если мгновенный центр вращения p навесной машины не располагается в пределах чертежа, то для определения Q целесообразно воспользоваться методом Н. Жуковского. При этом план скоростей, повернутый на 90°, можно совместить с механизмом навески. За полюс плана скоростей удобно принять точку l крепления нижних тяг на тракторе, а вектор скорости точки 5, направленный в действительности перпендикулярно звену 1—5, повернуть на 90° и расположить вдоль звена 1—5. Масштаб следует задать таким образом, чтобы длина вектора скорости точки 5 равнялась длине звена 1—5.

Чтобы определить скорость точки 8, надо на плане скоростей провести линию 1—8', параллельную звену 2—8, так как вектор скорости точки 8, повернутый на 90°, будет располагаться именно по направлению звена 2—8.

Кроме этого известно, что

v₈=v₅+v_8-5 ,                                                      (9)

т.е. вектор скорости точки 8 можно рассматривать как сумму векторов скорости точки 5 и скорости точки 8 относительно точки 5. Вектор V₈-₅ будет располагаться вдоль звена 5—8. Поэтому, точка 8' пересечения звена 5— 8 с линией действия 1—8' и определит значение V₉. Далее необходимо построить векторы скоростей точек приложения сил Q и R₂ Эти силы приложены к узлам рамы, жестко связанной со звеном 5—8, скорости конечных точек которого определены. Для построения векторов скоростей точек их приложения можно воспользоваться методом подобия.

На плане скоростей провести линию 5-В и линию 8'-В', параллельную 8-В. Точка пересечения этих линий и определит конец вектора скорости точки В. Аналогично находят и вектор скорости точки Е.

Согласно теореме Н. Жуковского векторы сил R₂ и Q, следует перенести параллельно самим себе в одноименные точки повернутого плана скоростей (обозначим на плане скоростей силы Q и R₂ через Q' и R'₂).

Сумма моментов сил Q' и R₂ относительно полюса плана (точка l) будет равна нулю, т. е.,

SM₁= Q' h'₁- R'₂ h'₂=0,

откуда, кН,

Q'=Q= R'₂ h'₂/ h'₁              (10)