7. Послідовність виконання роботи.

7.1. Згідно варіанту, номер якого співпадає з порядковим номером в журналі викладача вибрати вихідні дані до розрахунку.

7.2. Провести відповідні розрахунки за методикою та в послідовності, наведеній в розділі 5.

7.3. У відповідності до отриманих результатів підібрати тягач.

7.4. Скласти звіт про виконану роботу.

8 Рис. 1.3. Залежність коефіцієнта тертя від вологості ґрунту: 1 – легкий суглинок; 2 – важкий суглинок; 3 – глина середня. . Зміст звіту.

8.1. Накреслити в масштабі схему машини з розстановкою заданих розмірів.

8.2. Представити розрахунки складових тягового балансу машини.

8.4. Зробити висновок за результатами роботи.

9. Питання для самоконтролю.

9.1. Що таке тяговий баланс силової машини та його складові для канавокопача?

9.2. Як аналітично визначити складові тягового опору канавокопача?

9.3. Як впливають фізико-механічні властивості ґрунту на величину тягового опору?

9.4. Вплив геометричних параметрів каналу на тяговий опір канавокопача.

9.5. Шляхи зниження тягового опору машин з пасивними робочими органами.

Лабораторна робота №5 розрахунок кротодренажних машин

1. Мета роботи. Засвоїти методику визначення основних параметрів дренера і ножа; загального тягового опору який виникає при роботі кротодренажної машини; необхідної потужності двигуна та зусилля, яке діє на гідроциліндр робочого органу. Проаналізувати отримані результати та зробити висновок про можливість роботи машини за даних умов.

2. Тривалість заняття – 4 академічні години.

3. Обладнання робочого місця: міліметровий папір формату А2, набір креслярського інструменту, калькулятор, комп’ютер з програмним забезпеченням.

4. Місце проведення заняття: лабораторія №30 розрахункового курсу кафедри сільськогосподарських машин.

5. Загальні відомості

Закритий дренаж має форму траншеї, на дні якої укладено труби або інші пристрої для відведення води. Дренаж може бути гончарний, дощаний, з пластмасових труб, кротовий та ін.

Кротовий дренаж застосовують на ґрунтах, стійких до розмивання. За допомогою спеціальних дренерів у ґрунті на глибині 0,4...1,2 м прокладають круглі порожнини діаметром 55 мм і більше, по яких протікає вода у відкриті канави або в закриті осушувальні дрени (гончарні та ін.). Робочий орган кротового пристрою або машини розрізує ґрунт на глибину дренування і залишає в ньому під час руху порожнини (кротові дрени). Діаметр порожнини залежить від виду ґрунту і діаметра дренера. Довжина дрен становить 120...170 м.

Дрени прокладають з уклоном 0,002...0,005, що забезпечує стікання води.

Відстань між кротовими дренами може становити від 2 до 15 м. Кротові дрени не перешкоджають роботі тракторних агрегатів. Недоліком такого дренажу є недовговічність дрен, оскільки вони швидко руйнуються, особливо на легких ґрунтах.

Розрахунок тягового опору.

Сумарний тяговий опір, кН:

, (5.1)

де W₁ – опір пересуванню ножа, кН:

, (5.2)

де Р_1різ – сила різання грунту лезом ножа, кН:

а) для торф’яних грунтів:

, (5.3)

де с₁ і n – елементарні коефіцієнти, які залежать від b (для b = 2 см:

с₁ = 21,5; n =0,8);

б) для мінеральних грунтів, кН:

, (5.4)

де с – кількість ударів щільноміра конструкції ДорНДІ, який характеризує щільність грунту. Для грунтів першої категорії с = 1…4; для грунтів II-ої категорії с = 5…8; III-ьої – с = 9…16;

h – глибина щілини, яка прорізається, см;

b – товщина ножа, см;

α – кут різання, град.;

k_β – коефіцієнт, який враховує кут загострення леза ножа β

Таблиця 5.1

Значення коефіцієнтів k_β

β, град.	15...50	60	90	180
kβ	0,81	0,83	0,9	1,0

Р_1нал – сила налипання ґрунту на бокові поверхні ножа, кН:

, (5.5)

де k_н – питомий опір налипання грунту: для глин k_н = 7…9 кПа; для суглинку k_н = 5…7 кПа; для торф’яно-болотних грунтів k_н = 2…2,5 кПа;

F_н – площа бокових поверхонь ножа, які стикуються з ґрунтом, м² (визначається умовно, як площа трапеції з рис. 6.2).

Опір пересуванню дренера W₂, кН:

, (5.6)

де Р_зм – опір зминання ґрунту дренером, кН:

, (5.7)

де k_зм – питомий опір зминанню ґрунту дренером: для ґрунтів І-ї категорії k_зм = 70…90 кПа; для ґрунтів II-ої та III-ої категорії k_зм = 200…500 кПа;

F_д – площа поперечного перерізу дрени, яка прокладається, м².

Р_2нал – опір налипання ґрунту на поверхню дренера, кН:

, (5.8)

де d, l_ц, l_цк – параметри дренера, м.

Опір пересуванню ходового обладнання W₃, кН:

, (5.9)

де G_м – вага кротодренажної машини. Для машин на базі тракторів класу 30 кН – G_м = 85 кН; для машин на базі тракторів класу 60 кН – G_м = 152 кН;

f₀ = 0,1 – коефіцієнт опору пересуванню ходового обладнання;

і = 0,01…0,02 – ухил місцевості.

Опір, який виникає при зрушенні з місця W₄, кН:

, (5.10)

де υ_е = (0,56…1,1)м/с – робоча швидкість пересування кротодренажної машини;

t_р = 3...5 с – час зрушення машини;

g = 9,81 м/с² – прискорення вільного падіння.

Розрахунок потужності.

Необхідна потужність двигуна, кВт:

, (5.11)

де N_пер – потужність, яка необхідна на пересування машини з робочою швидкістю, кВт:

, (5.12)

де η_хо = 0,85 і η_тр = 0,85…0,9 – відповідно ККД;

N_доп – потужність, яка витрачається на привод допоміжних механізмів, кВт:

. (5.13)

Розрахунок зусилля, яке діє на гідроциліндр робочого органу.

Зусилля, яке виникає на штоці гідроциліндра при роботі машини, визначається з рівняння (рис. 5.2) :

, (5.14)

де l₁ і l₂ визначаються з рис. 5.2;

l_г = 0,5…0,7 м – вибираємо конструктивно.