Меню

Как определить мощность плуга



Рациональная формула В.П. Горячкина. КПД плуга.

Для определения силы, необходимой для тяги плуга, основоположник земледельческой механики, академик В. П. Горячкин, предложил формулу, раскрывающую закономерности и физическую связь между основными факторами рабочего процесса плуга и общим сопротивлением, возникающим при его работе. Эти зависимости записаны в рациональном виде, поэтому и формула получила название рациональной. Она имеет вид:

где f— коэффициент, аналогичный коэффициенту трения;

G– сила тяжести плуга, Н.;

k– коэффициент удельного сопротивления, Па.;

ab – размеры сечения пласта, м.;

— безразмерный коэффициент, зависящий от формы отвала и свойств почвы;

Первый член формулы , неизбежное, всегда сопутствующее работе плуга, «мертвое» сопротивление. Оно учитывает трение полевых досок и колес о почву, корпусов о дно борозды и т. д.

Член — учитывает деформацию пласта в пределах применяемых скоростей. Третий член представляет сопротивление, возникающее при сообщении «живой силы», т. е. кинетической энергии пласту почвы. В течение каждой секунды через отвал проходит объем почвы, равный abc, что при плотности соответствует секундной массе .

Скорость частицы, отбрасываемой почвы пропорциональна скорости плуга.

Формула В.П. Горячкина находится в полном соответствии с понятием силы, а именно:

В этом выражении первый член определяет затрату усилия на сообщение постоянной массе m некоторого ускорения , а второй затраты усилия на сообщение постоянной скорости некоторому количеству массы, поступающей на отвал в единицу времени .

Принимая во внимание, что секундная масса

что соответствует записи формулы Горячкина в двучленном виде

Подсчитанный по этой формуле КПД будет несколько завышен, т. к. не учитывает сопротивления полевых досок корпусов и затупления лезвий лемехов. Среднее значение с учетом указанных факторов колеблется в пределах от 0,7 до 0,8.

Читайте также:  При движении велосипеда по горизонтальной дороге со скоростью 9 км ч развивается мощность 30вт

Дата добавления: 2017-03-12 ; просмотров: 8911 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Вопрос №3. Рациональная формула В.П. Горячкина для определения тягового сопротивления плуга.

Механический состав почвы связан с сопротивлением её вспашке только качественно, то есть это лишь одна из составляющих. Влияние влажности носит сложный характер.

Удельное сопротивление k = P / a b , где Р — тяговое сопротивление плуга; а — глубина вспашки; b — ширина захвата плуга. Если числитель и знаменатель умножить на скорость V , то в числителе — мощность, а в знаменателе — объем почвы, проходящий через плуг в единицу времени. Тогда k — общая затрата мощности на единицу объема почвы, то есть величина k приобретает физический смысл.

Тяговое сопротивление почвообрабатывающих машин включает: сопротивление перекатыванию; сопротивления трения почвы о поверхности лемехов, отвалов, лап и стоек; сопротивление деформации почвы, пропорциональное площади поперечного сечения обрабатываемой зоны; сопротивление, затрачиваемое на сообщение живой силы [кинетической энергии] частицам почвы, отбрасываемым рабочими органами орудий, пропорциональное площади поперечного сечения пласта и квадрату скорости. Приводит своё уравнение тягового сопротивления, где вместо первого члена формулы В.П. Горячкина даёт выражение, пропорциональное квадрату скорости. Зависимость удельного сопротивления от влажности почвы в виде уравнения третьей степени.

В.П. Горячкин указывал на необходимость всестороннего изучения физико-механических свойств почвы для получения функциональной зависимости этих свойств, сопротивления почвообрабатывающих машин и технологических показателей их работы. Назрел вопрос о классификации почв по удельному сопротивлению при пахоте, засорённости камнями, липкости и абразивным свойствам.

Первый член формулы В.П. Горячкина заменили двумя, зависящими от коэффициента трения скольжения почвы по металлу и от коэффициента перекатывания колёс.

Обширный обзор формул силы тяги плуга.

В.П. Горячкин (1923): P = f G + k a b + e a b V 2 , ko = P / a b , kп = (P – f G) / a b .

P — сила тяги плуга; f — коэффициент трения почвы по стали; G — вес плуга; а — глубина вспашки; b — ширина захвата плуга; V — скорость вспашки; k и е — коэффициенты; Ко — полное удельное сопротивление плуга; Кп — полезное удельное сопротивление плуга.

Читайте также:  Вытяжки кухонные встраиваемые мощность

третий член формулы В.П. Горячкина P3 = A V h a b ,

где А — коэффициент формы рабочей поверхности корпуса плуга.

Н.В. Щучкин (1940): P = f G + m Pср a b , где m — коэффициент; Рср — средняя твёрдость почвы.

:расчёт удельного сопротивления по компрессионной зависимости, коэффициенту внутреннего трения и коэффициенту сдвига почвы.

:Р = Р1 + Rx (a — b) , где Р1 — удельное сопротивление при твердости а; b — изменяющаяся твердость; Rx — коэффициент регрессии.

Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 370 ; Нарушение авторских прав

Источник

Как определить мощность плуга



Тяговое сопротивление плуга определяется по рациональной формуле

date image2015-01-13
views image6429

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Rх=fG+kabn+εabnv

где f — коэффициент сопротивления протаскиванию плуга в борозде;

G — вес плуга, G =q1abn

k — удельное сопротивление почвы, H/м 2 ;

а — глубина пахоты, м;

b — ширина захвата корпуса, м;

ε коэффициент скоростного сопротивления, Нс 2 /м 4 ;

ϑ- скорость движения, м/с;

n — число корпусов.

Коэффициент полезного действия плуга определяется по формуле:К.П.Д. плуга показывает, какая часть его сопротивления расходуется на полезную работу — преодоление живого сопротивления почвы, а какая для бесполезного перемещения по полю плуга.

К.П.Д. является характеристикой того, насколько целесообразно использован в данной конструкции плуга затраченный на его изготовление металл. Для навесных плугов = 0,6. 0,8; для прицепных = 0,55. 0,75.

11. Размещение рабочих органов на раме плуга.

Основной рабочий орган плуга — корпус (рис. 10, а). Он состоит из стойки (3), лемеха (1), отвала (2) и полевой доски (4). Лемех и отвал наиболее активно воздействуют на почву и являются основными деталями плуга. Лемех подрезает пласт снизу и вместе с отвалом отрывает его от стенки борозды. Затем пласт, перемещаясь по лемеху и отвалу, крошится и оборачивается. К стойке прикрепляются остальные части корпуса, а сам корпус через стойку прикрепляется к раме плуга: стойка также частично воздействует на почву — разрезает и рыхлит ее. Полевая доска служит для опоры плуга: опираясь в стену борозды, она уравновешивает горизонтальные составляющие сил сопротивления пластов почвы, а также (частично) вертикальные составляющие своей нижней поверхностью, опирающейся на дно борозды; способствует устойчивости работы плуга.

Предплужник состоит из тех же деталей, что и корпус плуга (рис. 12,а), но меньших размеров, и не имеет полевой доски (находясь на малой глубине без надежной опоры, она мешала бы работе основного корпуса). Предплужник устанавливается впереди корпуса плуга. Он сбрасывает на дно борозды впереди идущего корпуса верхние 8—12 см почвы. Пласт почвы, который обрабатывает предплужник, равен 2/3 ширины захвата корпуса плуга. У наиболее широко применяемых плугов ширина захвата корпуса плуга 35 см. Глубина обработки почвы предплужниками установлена из следующих соображений. Если предплужник будет обрабатывать слой почвы менее 8 см, то он попадает в зону расположения основной массы корней и корневищ растений, большую часть которых разорвать не может, а потому будет сгребать почву впереди себя. Если глубина обработки составит более 12 см, то сброс пласта в борозду будет не совсем удовлетворительным, а оставшейся после него почвы будет недостаточно, чтобы хорошо засыпать уложенный в борозду пласт. Обработка почвы плугом с предплужниками называется культурной вспашкой, так как при этом обеспечивается наиболее высокое качество обработки почвы.

Читайте также:  При движении велосипеда по горизонтальной дороге со скоростью 9 км ч развивается мощность 30вт

Основные рабочие органы плуга и их размещение показаны на рис. 14. Рабочие органы плуга крепятся к раме. Плуги бывают навесные, полунавесные и прицепные. Через систему навесок и прицепов (в зависимости от типа плуга) плуги присоединяются к трактору.

Источник

Тяговое сопротивление рабочих машин

Общий метод расчета тяговых сопротивлений орудий основывается на результате экспериментальных исследований. Во время работы тяговое сопротивление плугов зависит от их массы, типа и механического состава почвы, скорости движения агрегата, типа рабочих органов и др. Для лемешных плугов на сельскохозяйственных полях и приравненных к ним условиям академиком В.П. Горячкиным была предложена формула, которая учитывает три составляющие: сопротивление трения при перемещении плуга в борозде (R1); сопротивление почвы (R2); сопротивление, возникающее в результате сообщения кинетической энергии частицам почвы при отбрасывании их в сторону (R3). В практических расчетах допускается принимать R3=0,1 R2.

Тяговое сопротивление плуга (Rпл, Н) определяется по формуле:

где f – коэффициент, учитывающий трение плуга о дно и стенку борозды и трение колес (0,25-0,70);

Gпл – сила тяжести плуга, Н;

Кп – удельное сопротивление почвы, Н/см 2 (приложение 40);

а – глубина вспашки, см;

Впл – ширина захвата плуга, см;

V – скорость движения плуга, м/с.

При бороновании, лущении и прикатывании почвы тяговое сопротивление орудия (Rо, Н) определяется по формуле:

где Ко – удельное сопротивление орудия, Н/м (приложение 41);

Во – ширина захвата орудия, м.

При эксплуатации данных орудий на более рыхлых и влажных почвах принимаются меньшие значения удельных сопротивлений и наоборот.

Учитывая, что зубовые бороны, лущильники и другие орудия имеют сравнительно небольшие тяговые сопротивления, то при большей мощности трактора (если позволяют условия) в МТА добавляют несколько орудий, чтобы трактор был полностью загружен. В таких случаях составляют широкозахватные МТА со сцепками.

Читайте также:  Универсально заточной станок мощность квт

Определяют коэффициент использования тягового усилия, оптимальное значение которого для данного вида работ составляет у гусеничных тракторов 0,90-0,95, у колесных – 0,80-0,85.

В зависимости от вида культивации тяговое сопротивление культиватора (Rк) определяется по следующим формулам:

— при сплошной культивации

— при междурядной обработки рядового посева или посадки

где fк – коэффициент сопротивления качению культиватора (приложение 42);

Gк – сила тяжести культиватора, Н;

Кр.о – удельное сопротивление рабочих органов, Н/см 2 (приложение 43);

Кк – удельное сопротивление культиватора, Н/см 2 (приложение 43).

Вк – ширина захвата культиватора, см;

n1 – число основных рабочих органов;

Вз.з – ширина защитной зоны, см.

Число основных рабочих органов у культиватора принимается студентами самостоятельно, исходя из ширины захвата орудия и необходимой величины перекрытия зоны рыхления.

Тяговое сопротивление сеялки состоит из сил сопротивления при ее перемещении, сопротивления сошников с заделывающими органами, сил трения в передаточных механизмах и высевающих аппаратах. Оно зависит в основном от массы сеялки и конструкции сошников, типа почвы и ее состояния во время посева. В практических расчетах тяговое сопротивление сеялки можно определить по следующей формуле:

где fс – коэффициент сопротивления качению сеялки (прилож. 42);

Gэ.с – эксплуатационная сила тяжести сеялки (с семенами, органоминеральной или микоризной смесью), Н;

Rсош – тяговое сопротивление одного сошника, Н (анкерные сошники – 50-70; дисковые – 80-100).

Тяговое сопротивление лесопосадочной машины можно определить по формуле:

где fсаж – коэффициент сопротивления качению сажалки (0,18-0,22);

Gэ.м – эксплуатационная сила тяжести лесопосадочной машины, Н;

Кп – удельное сопротивление почвы, Н/см 2 (приложение 40);

Кпопр – поправочный коэффициент (в зависимости от состояния почвы и типа рабочих органов при работе на нераскорчеванных вырубках равен 2,5-4,5);

ас – глубина хода сошника, см;

bс – ширина сошника, см;

Читайте также:  Определение мощности понижающего трансформатора

nс – число сошников посадочной машины.

При корчевании пня корчевательной машиной с опущенными в почву клыками и горизонтально прикладываемой к пню силы рабочее сопротивление (Rкор, Н) вычисляется по формуле:

где fк.м – коэффициент сопротивления перемещению машины (0,3-0,8);

Gк.м – сила тяжести корчевательной машины, Н;

Кпн – удельное сопротивление пня корчеванию, учитывающее разрыв корней и рыхление почвы, равное в зависимости от типа почвы, диаметра пня и породы 5-50 Н/см 2 ;

ак – глубина погружения клыков корчевательной машины в почву (при диаметрах пня 24, 28, 30 см составляет соответственно 28, 32 и 50 см);

Вк.м – ширина захвата отвала корчевательной машины, см;

λр – коэффициент неполноты рыхления почвы за счет расстояния между зубьями-клыками (0,40-0,75);

Gп – сила тяжести перемещаемого отвалом машины пня и грунта (3000-4000 Н для корчевательных машин типа ДП-25);

fп – коэффициент сопротивления перемещению пня и грунта (0,4-1,1).

Сопротивление тракторного кустореза (Rкус, Н) с пассивным рабочим органом, скользящим при работе по поверхности, определяется по формуле:

где Кд.р – удельное сопротивление древесины резанию, принимаемое для мягколиственных пород 1200-1500 Н/см 2 ; для твердолиственных пород 1800-2200 1500 Н/см 2 ;

Dср – средний диаметр стволиков, подлежащих резанию (4-12 см);

nст – среднее число стволиков, соприкасающихся с режущей кромкой ножа в момент резания, шт;

λ – коэффициент, учитывающий неодновременность процесса перерезания (0,5-0,9);

fо.п – коэффициент трения рабочего органа о почву, принимаемый в среднем 0,5;

Gкус – сила тяжести кустореза (без трактора), Н.

Тяговое сопротивление подборщиков сучьев и кустарника (Rп.с, Н) можно определить по формуле:

где Gо – сила тяжести орудия без трактора, Н;

Gпач – сила тяжести пачки сучьев, собираемых зубьями при движении, Н;

fпач – коэффициент сопротивления перемещения зубьев с пачкой сучьев (1,20-1,75);

Крых – удельное сопротивление рыхления грунта зубьями (9-19 Н/см 2 );

арых – глубина рыхления зубьями (5-8 см);

Тяговое сопротивление студент рассчитывает для каждой рабочей машины, входящей в систему, необходимой для выполнения технологического процесса с законченным циклом производства.

Источник