Геометрия рыхлительного оборудования

При глубоком рыхлении наименьшие сопротивления соответствуют углу рыхления 42 градуса, возрастая как с уменьшением, так и с увеличением угла рыхления. При углах больше 42 градуса с увеличением глубины происходит дополнительное прессование и дробление грунта о стойку выше наконечника, снижается доля крупных элементов скола, частота сколов возрастает в 1,42 раза. Уменьшение угла рыхления наконечника уменьшает угол рыхления стойки зуба, что обусловливает рост доли крупных элементов в объеме разрушенного грунта. Одновременно возрастает взаимодействие элементов скола с навесным устройством рабочего органа и их дробление о раму. С увеличением глубины рыхления удельная энергоемкость увеличивается по мере увеличения угла рыхления, а также преобладающей роли передней грани стойки в прессовании грунта. Наименьшая энергоемкость процесса при этом соответствует углу рыхления 27 градусов.

С увеличением глубины существенно изменяется роль нормальной составляющей силы рыхления. По факту увеличения глубины рыхления формирование все более мощной стружки по передней грани ведет вначале к равновесию вертикальных сил отпора и затягивания на зубе, а затем к затягиванию его в грунт, причем в наибольшей мере при 42 градуса. Таким образом, изменение угла рыхления в целом позволяет более полно использовать потенциальные возможности рыхлителя как при послойном, так и при глубоком рыхлении.

После выбора рассмотренных выше основных параметров уточняют геометрию рыхлительного оборудования: расположение элементов конструкции и способа соединения их между собой и базовым трактором для образования конструкции с параметрами, соответствующими ее функциональному назначению. Анализ положений механизма из жестких звеньев осуществляют в плоскости симметрии условного рыхлительного оборудования, задавая шаг изменения хода исполнительных гидроцилиндров и используя методы вычислений на ЭЦВМ ЕС-1020 по программе «ТООТН», разработанной во ВНИИСтройдормаше.

Вычислительный процесс полностью формализован. Расчет осуществляют, исходя из предварительно заданных координат узлов, характеристик закрепления узлов, принятой нумерации концов стержней элементов конструкции.

Проведенный анализ позволяет определить изменение основных параметров рыхлителя в процессе заглубления-выглубления и регулирования угла рыхления. Масса и удельная конструктивная масса — показатели, характеризующие эксплуатационно-технологические возможности и уровень технического совершенства машины. Для металлоконструкции рыхлительного оборудования рекомендуются углеродистые стали обычного качества, качественные, повышенной прочности и низколегированные с пределом текучести около 400 МПа. Для особо ответственных узлов (стоек и наконечников) используют стали с пределом текучести после термообработки 1710 МПа (сталь 40хН2МА). Основную металлоконструкцию изготовляют из стали 10хСНД и 15хСНД. Снижение массы рыхлительного оборудования является основным фактором уменьшения материальных ресурсов при изготовлении и эксплуатации.