Реферат: Обгрунтування параметрів ротаційного розпушувача грунту

Питоме зчеплення частинок С_пит і кути зовнішнього і внутрішнього тертя ґрунту визначали за методикою, розробленою професором А.М.Панченком.

При проведенні досліджень використовували сім зразків ґрунту із такими характеристиками: об'ємна маса в щільному стані γ_mах = 1,79-1,5 т/м³ , в розпушеному стані γ_mіn = 1,32-1,12 т/м³ ; кути тертя: внутрішнього φ₂ = 29-32⁰ , зовнішнього φ₁ = 20-25⁰ ; критична вагова вологість, ω_кр = 9-30%; середнє питоме зчеплення частинок ґрунту = 0,5-3,02 кН/м² ; кількість ударів твердоміра ДорНДІ, С_у = 3-16; середнє значення граничної несучої здатності ґрунту, = 220-900 кН/м² ; вміст частинок, d _0,01 = 5,4-38,2%.

Міцність структурних агрегатів і осьове зусилля тиску структурних агрегатів на дно борозни визначали на спеціальних лабораторних установках.

Для визначення ступеня подрібнення ґрунту ротаційним розпушувачем використовували спеціальний лабораторний стенд в ґрунтовому каналі.

В процесі експерименту варіювали такими показниками: величиною кінематичного режиму λ від 1 до 8, кількістю ножів по периметру обертання ротора Z , поступальною швидкістю руху ротора в межах від 1,25 до 3,5 м/с.

При дослідженнях ступеня подрібнення ґрунту від стискування і перетирання ножі встановлювали по гвинтовій поверхні з кроком від 0,2 до 1,0 м, глибина обробітку змінювалась від 0,05 до 0,25м.

У четвертому розділі “Аналіз результатів експериментальних досліджень роботи ротаційного розпушувача” наведені результати експериментальних і польових досліджень. За результатами експеримен­тальних досліджень отримано: емпіричну залежність для визначення осьового зусилля тиску структурних агрегатів залежно від розмірів структурних агрегатів D_50і , вагової вологості ω, вмісту частинок τ розміром d_0,01 ≤ 0,01 мм, коефіцієнту різнозернистості структурних агрегатів η:

(10)

емпіричну залежність межі міцності структурних агрегатів від вмісту частинок розміром d_0,01 ≤ 0,01 мм і вагової вологості ω :

,(11)

емпіричну формулу для розрахунку ступеня подрібнення ґрунту ножами залежно від показника кінематичного режиму λ, кількості ножів Z , швидкості руху знаряддя V_м , межі міцності ґрунту σ:

,(12)

емпіричну формулу для визначення ступеня подрібнення від стискування і перетирання структурних агрегатів:

(13)

Кінцева емпірична залежність ступеня подрібнення ґрунту ротаційним розпушувачем з гвинтовим розміщенням ножів:

(14)

Після попередніх експериментів було проведено двофакторний експеримент, в результаті опрацювання даних якого було отримано рівняння регресії:

для ступеня подрібнення ґрунту:

(15)

для споживаної розпушувачем потужності:

(16)

Поверхні відгуку приведені на рисунках 6 і 7.

Рис. 6. Поверхня відгуку для ступеня подрібнення ґрунту
Рис. 7. Поверхня відгуку для споживаної розпушувачем потужності

Під час польових досліджень (рис. 8) проводилась перевірка якості розпушування ґрунту, визначались витрати потужності на обробіток ґрунту і тяговий опір знаряддя. Дослідження проводились у порівнянні із діючим знаряддям КВФ-2,8. Робочий орган ротаційного розпушувача ґрунту має такі параметри: радіус ротора R = 0,286 м; ширина ножа l_Н = 0,1 м; кут зсуву ножа в плані ε = 30⁰ ; кут різання α_р = 25⁰ ; діаметр d _δ = 0,15 м; крок витка Т = 0,44 м; ширина робочого органа В ₀ = 3,0 м; число обертів ротора n = 180 хв^-1 .