сотрудник
Россия
В статье предлагается принципиально новый способ воздействия рабочего органа на почву. Приводится описание конструкции и принципа работы спирально-пластинчатого рабочего органа для его осуществления. Дается обоснование конструктивно-технологическим параметрам спирально-пластинчатого рабочего органа с учетом геометрических и силовых факторов.
колебательный процесс, спирально-пластинчатый рабочий орган, ось пружины, почва.
Введение. Рабочие органы существующих ротационных рыхлителей почвы обладают рядом (существенных) недостатков. Они не в полной мере удовлетворяют агротехническим требованиям по качественному крошению почвы и имеют значительную энергоёмкость процесса рыхления. Поэтому интенсификация технологического процесса минимальной поверхностной обработки почвы возможна только при использовании почвообрабатывающих орудий с принципиально новым воздействием рабочих органов на обрабатываемую среду.
Условия, материалы и методы исследований. На основании вышеизложенного, нами разработано почвообрабатывающее орудие [7,11], где рабочая поверхность спирально-пластинчатого рабочего органа выполнена рифлёной, а зубья его режущей кромки - по участку логарифмической спирали. Крепление рабочего органа с валом рыхлителя осуществляется посредством упругих элементов. Данное орудие, при двухследном расположении ротационных рабочих органов и кинематической их взаимосвязью, способен интенсифицировать процесс обработки почвы за счет насыщения его малых масс большей энергией. По кинематической схеме [8] оно представляет собой двухмассовую систему с двумя степенями свободы, совершающую колебательное движение. Здесь колебательное движение рабочих органов возникает при одновременном поступательном и вращательном движении за счет непостоянства сопротивления почвы, как возмущающее усилие.
Анализ и обсуждение результатов. Отсюда вытекает сущность принципа работы предложенной конструкции (системы) с принципиально новым воздействием её спирально-пластинчатых рабочих органов на обрабатываемую среду. При этом от воздействия внешних осевых нагрузок уменьшается диаметр ротационного рабочего органа и он частично закручиваясь, накапливает (аккумулирует) источник энергии. Тем самым возникает восстанавливающая сила, зависящая от величины смещения и стремящаяся к раскручиванию спирально-пластинчатой пружины. Под действием этой восстанавливающей силы спирально-пластинчатый рабочий орган придёт в колебательное движение, способствующее затрачиванию (поглощению) энергии для обработки почвы, уничтожению сорняков и его самоочистке. Благодаря такому характеру системы устройства цикл повторяется постоянно по времени и даёт переменное воздействие, поддерживающее колебания. Здесь на характер гарантированных колебательных процессов влияют конструктивные параметры пластинчатой пружины, радиальный зазор между её внутренним диаметром и несущим валом, а также крепление её только концами с валом рыхлителя только посредством радиальных упругих элементов или цилиндрических пружин и физико-механические свойства обрабатываемой почвы [4].
Конструктивные параметры спирально-пластинчатого рабочего органа нами были обоснованы и определены в следующих работах [2,3,6,9,10,12].
Для определения величины вышеуказанного радиального (рабочего) зазора в любом сечении витков спирали обратимся к теории винтовых цилиндрических пружин. На основании этой теории рабочий зазор можно определить следующим выражением:
1. Биргер И.А. и др. Расчет на прочность деталей машин: Справочник /И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1993. – 640 с: ил.
2. Булгариев Г.Г. Обоснование и определение основных параметров спирально-пластинчатого рабочего органа / Г.Г.Булгариев, Р.Г.Юнусов // Научный журнал «Вестник Казанского государственного аграрного университета», 2013. - №3.
3. Булгариев Г.Г. Обоснование параметров и формы зубчатой режущей кромки ротационных (винтовых) рабочих органов / Г.Г.Булгариев, Г.В. Пикмуллин, Р.Г. Юнусов, В.П.Данилов // Материалы международной научно-практической конференции. – Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2012. – Т.79.
4. Булгариев Г.Г. Роль различных типов колебаний в почвообработке /Г.Г. Булгариев, Г.В. Пикмуллин, Р.Г. Юнусов, В.П. Данилов // Материалы международной научно-практической конференции. – Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2012. – Т.79.
5. Гайнанов Х.С. Почвообрабатывающее орудие / Х.С. Гайнанов, Г.Г. Булгариев // А.С. №1526590. - Опубл. в Б.И. , 1989, № 45.
6. Пикмуллин, Г.В. Методика проектирования формы рабочего органа культиватора для предпосевной обработки почвы / Г.В. Пикмуллин, Г.Г.Булгариев, / Научный журнал « Вестник ». – Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2011. – №1.- С. 107.
7. Пикмуллин, Г.В. Комбинированное почвообрабатывающее орудие для безотвальной обработки почвы / Г.В. Пикмуллин, Г.Г. Булгариев / - М.: Сельский механизатор, 2009. - №5. – С. 11.
8. Юнусов Р.Г. Уравнения движения ротационных (винтовых) рабочих органов в почве / Р.Г. Юнусов, Г.Г. Булгариев, Г.В. Пикмуллин // Научный журнал «Вестник Казанского государственного аграрного университета», 2012. – №4., C. 88-90.
9. Юнусов Р.Г. Обоснование формы и параметров рабочей поверхности спирально-пластинчатых рабочих органов / Р.Г. Юнусов, Г.Г. Булгариев, Г.В. Пикмуллин // Бъдещите изследвания-2013: Материали за IХ международна научна практична конференция. - София: «Бял ГРАД-БГ» ООД, 2013.
10. Юнусов Р.Г. Проектирование формы зуба режущей кромки спирально-пластинчатого рабочего органа / Р.Г. Юнусов, Г.Г. Булгариев // Материалы международной научно-практической конференции. – Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2013.
11. Юнусов Р.Г. Почвообрабатывающее орудие / Р.Г.Юнусов, Г.В. Пикмуллин; Г.Г. Булгариев // Патент РФ на изобретение № 2395183, Патентообладатель ФГОУ ВПО «Казанский ГАУ». - Опубл. в Б.И., 2010, № 21.
12. Яхин С.М. Классификация видов нагружений и критериев расчета спирально-винтовых элементов сельскохозяйственных машин. / С.М. Яхин., Н.И. Сёмушкин, А.Р. Валиев // Научный журнал «Вестник ». – Уфа: Издательство БГАУ, 2012. - № 3.
