УДК 631.312.021.3:621.791.92 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗНОСА АРМИРОВАННЫХ ОТВАЛЬНО-ЛЕМЕШНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

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
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.
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 υ
движения
абразивных
частиц
связаны
соотношением:
Цель
настоящего
исследования
–
установить теоретическую зависимость износа
И армирующего валика от скорости υ движения
частиц и от радиуса кривизны валика ρ.
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.
И=kυb,
где k – коэффициент пропорциональности;
b – показатель степени.
Армирующий валик
Абразивная частица
υ
υ0
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
fN (рис. 2).
n
У
N
Армирующий валик
mgsinα
fN
υМ
α
mg·cosα
υ
υ0
τ
Абразивная частица
Рисунок 2 – Схема сил, действующих на абразивную частицу
Запишем дифференциальные уравнения
движения абразивной частицы почвы вдоль оси
Мτ (рис.2) [4]:
т
d
dt
mg sin a
fN ,
и вдоль оси Mn:
2
N
mg cos a m
,
где m – масса частицы;
N – реакция валика;
f – коэффициент трения
частицы о поверхность валика;
ρ – радиус кривизны.
Из (1) и (2) имеем:
2
0
2g ( y
fx) ,
(3)
(1)
Из уравнения (3) следует, что скорость
движения частицы υ меньше υ0. Это означает,
что при прочих равных условиях износ валика
также будет меньше.
Как правило, армирующие валики имеют
(2)
цилиндрическую форму. Для установления
зависимости износа валика
от радиуса
кривизны, будем рассматривать перемещение
частицы по дуге окружности радиусом R (рис.
скольжения 3).
Определим у из уравнения связи (кривой)
f(x1;у) = 0 и, подставив в уравнение (3), найдем
скорость в функции от х:
f (x) .
У
υ
x
R
у
О
С
h
Х
С
Рисунок 3 – Схема движения частицы по дуге окружности радиусом R
Уравнение связи для окружности запишется
в виде:
y
2
( x R)
2
2
R , х <R ,
а уравнение (3) примет вид:
(4)
И=kυbρn ,
(6)
где k – коэффициент пропорциональности;
b, n – показатели степени.
Список литературы
1. А.М. Михальченков, С.Н. Прудников.
Отвал корпуса плуга // Патент РФ №92823 А.
2010г.
fx] ,
2. Лемех плуга для отвальной вспашки:
(5) пат. №101891 / Михальченков А.М.,
Паршикова
Л.А.
№2010124572/02;
Из уравнения (5) следует, что с заявл.15.06.2010; опубл. 10.02.2011. Бюл. №4,
увеличением координаты х скорость υ движения 3с.
частицы по поверхности валика уменьшается, а
3. М.М. Севернев. Износ и коррозия
значит, уменьшается его износ. Это же сельскохозяйственных машин / Минск.:
уравнение показывает, что износ уменьшается с Беларус. наука, 2011. -333с.
уменьшением радиуса кривизны R.
4. Тарг С.М. / Краткий курс теоритической
С учетом вышеизложенного получена механики /- М.: Высшая школа, 2002.-415с.
аппроксимированная функция износа отвальнолемешной поверхности:
2
0
2 g[ R 2
(x
R) 2