С

Техника и технологии агропромышленного комплекса
УДК 631.652.9
Ф.М. Магомедов, канд. техн. наук, доцент
ФГОУ ВПО «Дагестанская государственная сельскохозяйственная академия»
Процесс перерезания стеблей растительности
режущими аппаратами косилки подпорного действия
С
кашивание сорной растительности в течение
вегетационного периода на внутренних откосах
и дне каналов, когда они заполнены водой, является
одной из сложных операций технологического про‑
цесса по уходу за мелиоративными каналами.
Это связано с тем, что срезаемая раститель‑
ность наклоняется под напором движущейся воды
и режущего аппарата косилки. Поэтому высота стер‑
ни срезанной растительности после прохождения
режущего аппарата остается высокой и возника‑
ет необходимость подпора растительности при ее
перерезании. Для этого предлагается режущий ап‑
парат косилки с несколькими лезвиями (ножами)
(см. рисунок).
На схеме показано по одному лезвию режущего
I и противорежущего II ножей. Так как в процессе ре‑
зания оба ножа выполняют на участках резания как
режущую, так и противорежущую функцию, назва‑
ния «режущий» и «противорежущий» условны.
Линейная скорость любой точки vi будет скла‑
дываться из нормальной vni = Ri ω cos(αуст + γi) и тан‑
генциальной vti = Riωsin(αуст + γi), здесь Ri — рас‑
стояние от оси вращения ножей до рассматривае‑
мой точки; (αуст + γi) — угол между vni и vti.
При этом коэффициент скольжения в любой
точке находится в прямой зависимости от угла
установки лезвия αуст и положения стебля срезае‑
мой растительности по отношению к оси вращения,
т. е. эффект скользящего резания будет тем боль‑
ше, чем ближе к оси вращения срезаемый стебель
и чем больше αуст:
εi = vti / vni = tg (αуст + γi).
резания, когда направление перемещения лезвия
совпадает с направлением равнодействующей нор‑
мального Pn и тангециального Pt давлений (т. е. нет
проскальзывания стебля по отношению к режущим
кромкам), должно быть выполнено условие
αуст + γmax ≤ x / 2 ≤ φ,
для скользящего резания
αуст + γmax > x / 2 > φ,
(3)
где φ — угол трения стебля о режущую кромку лезвия,
установленный экспериментально, конкретно для той или
иной растительности с определенными физико-механи‑
ческими свойствами.
Для наклонного и скользящего резания сущест‑
венное значение имеет угол установки лезвий ножа.
Рассматривая треугольники ОАС и ВОС
(см. рис. 1) и неравенства (2) и (3), определяем угол
установки лезвий:
при наклонном резании
 sin ϕ Rmin 
α уст ≤ arcsin 
,
 Rmax 
(4)
при скользящем резании
 sin ϕRmin 
α уст > arcsin 
.
 Rmax 
γi + αуст
vnA
vti
B
II
vi
R ma
Из выражения (1) следует, что минимальный
коэффициент скольжения при γi = 0, т. е. в точке А —
периферийной зоне εi = tgαуст.
С уменьшением расстояния от срезаемой расти‑
тельности до оси вращения ножей эффект скользя‑
щего резания увеличивается и в точке B, ближайшей
к оси вращения принимает максимальное значение:
(5)
vtA
vA
(1)
x
vni
γi + αуст
Ri
I
ω
εi = tg(αуст + γmax),
γi
γmax
R min
где γmax — максимальный угол поворота, при котором
происходит полное резание стебля, находящегося на ми‑
нимальном расстоянии от оси вращения ножей.
Если коэффициенты трения режущего и про‑
тиворежущего лезвий равны, то для наклонного
(2)
O
C
ω
Схема режущей пары косилки подпорного действия
Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 2'2009
45
Агроинжен ер и я
При этом коэффициент трансформации угла
заточки β лезвий изменяется по длине режущей
кромки лезвия и определяется для каждой точ‑
ки i:
ki =
(
)
β − βi β − arctg  tg β cos α уст + γ i 
=
,
β
β
где βi — трансформированный угол заточки в любой точ‑
ке лезвия:
βi = arctg[tg β cos(αуст + γi)].
Таким образом, трансформация угла заточки
лезвия в рассматриваемом режущем аппарате не‑
одинакова по длине режущей кромки и угол заточ‑
ки уменьшается от периферии
βA = arctg(tg β cosαуст)
к центру вращения
βB = arctg[tg β cos(αуст + γmax)].
Коэффициент трансформации угла заточки из‑
меняется от периферии
kA =
(
β − β A β − arctg tg β cos α уст
=
β
β
)
к центру вращения
kA =
(
)
β − β A β − arctg  tg β cos α уст + γ max 
=
.
β
β
При скользящем и наклонном резании сечения
режущей кромки и направления движения любой
его точки в материал трансформируются, приоб‑
ретая форму продольного отрезка эллиптического
усеченного конуса.
Выводы
1. Коэффициент скольжения рассматриваемого
режущего аппарата находится в линейной зависи‑
мости от угла установки лезвия и положения стеб‑
ля срезаемой растительности по отношению к оси
вращения ножей. Эффект наклонного и скользяще‑
го резания тем выше, чем ближе к центру вращения
срезаемый стебель.
2. Формулы (4) и (5) определяют характер под‑
порного резания.
3. Коэффициент трансформации угла заточки
лезвия имеет линейную зависимость от положе‑
ния срезаемой растительности, увеличиваясь при
уменьшении расстояния от срезаемой раститель‑
ности до оси вращения.
Список литературы
1. Сизый, В.В. Улучшение процесса перерезывания
стеблей сорной растительности на внутренних откосах ка‑
налов / 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 расче‑
та режущих аппаратов / Н.Е. Резник. — М.: Машинострое‑
ние, 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
Р
адиус качения колеса в ведущем режиме может
принимать значения в интервале 0 < rк < rкс.
Верхнее значение соответствует качению коле‑
са в начальный момент перехода от свободного
режима качения к ведущему. Нижнее значение
определяется переходным моментом срыва коле‑
са в полное буксование — вращение вокруг сво‑
ей оси без перемещения в продольном направ‑
лении.
Радиус качения колеса в свободном режи‑
ме определяется из условия полного отсутствия
скольжения элементов контактной площадки бего‑
вой дорожки шины (КП БДШ) по всей кинемати‑
46
ческой длине lк в пределах угла контакта αк секто‑
ра КП БДШ
rкс = lк / αк.
(1)
Кинематическая длина КП БДШ lк определя‑
ется длиной пути Sαк, пройденного осью колеса
в свободном режиме при повороте колеса вокруг
своей оси на угол αк, соответствующий фазе (пе‑
риоду) неподвижного контакта с опорной поверх‑
ностью крайнего элемента БДШ, находящегося сна‑
чала в точке В передней части КП, а затем в точке
С′ задней части КП и остающегося при этом на ме‑
сте (рис. 1).
Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 2'2009