σс – временное сопротивление почвы сжатию, кН/м²;

γоб – объемный вес почвы, кН/м³;

V – скорость перемещения лемеха, м/с;

g -- ускорение земного притяжения, м/с².

Эксперименты д. т. н. А.Н. Зеленина и к. т. н. Н.Ф. Диденко показывают, что временное сопротивление почвы сжатию является функцией твердости почвы ρ. По данным Н.Ф. Диденко, в интервале твердости почвы 0…30 кН/м² с достаточной точностью можно считать σс = 0.007 ρ.

Для спаренных трехгранных клиньев уравнение может быть записано:

L ≤ ctg (α + φ') {((0/007ρ/γоб) – (2V²/g) * Sin (α/2)[Cos (α/2) * tg (α + φ') –

Sin (α/2)])} (7)

где φ' = arctg (tg φ/Sin (ε/2))

где ε – угол максимального раскрытия.

Подставляя в уравнение (7) его составляющие определяем длину задней части копателя.

4. Определение угла установки передней части копателя

N

ββ

Fтр

G

Для определения угла β составим уравнение отрыва пласта по поверхности двух плоскостей а1в1с1 и с1d1c2d2.

Запишем уравнение отрыва корненосного пласта. Сила трения пласта по поверхностям передней части копателя должно быть больше сил сопротивления.

Fтр ≥ Р отрыва + Р сдв + G, (8)

где Р отрыва – усилие, необходимое для отрыва корненосного пласта по плоскости с1d1c2d2. Р сдв – усилие, необходимое для преодоления сдвига пласта в плоскости а1в1с1d1. G – вес отделяемой части корненосного пласта.

Р отрыва = σ * F c1d1c2d2 (9)

Р сдв = σ * F a1b1c1d1 (10)

F тр = 2*f*G*tgβ (11)

Отсюда угол установим в передней части копателя к горизонтальной плоскости

tg β = (P отр + Р сдв +G)/2*f*G (12)

5. Расчет кинематических параметров копателя

Перемещение носка копателя в продольно вертикальной плоскости определяется по формуле

Y = L4*Sin φ4 + L7*Sin α (13)

Перемещение носка лемеха в горизонтальной плоскости определяется по формуле

X = L4*Cos φ4 + L7 * Cos α (14)

Литература

1. Н.Ф. Диденко и др. Машины для уборки овощей – М.: Машиностроение, 1984 – 320 с.

2. А.Н. Гудков. Теоретические положения к выбору новой системы машин для обработки почвы. Земледельческая механика. Сборник трудов. Том 12- М.: Машиностроение. 1969.

3. Ю.Г. Корепанов, А.А. Сорокин. Выкапывающий рабочий орган корнеуборочной машины. Авторское свидетельство СССР № 1271409 кл А01Д15/04.