Силы, действующие на плуг

Устойчивость хода плуга зависит от соотношения численных значений и направлений действующих на него сил, к числу которых относятся: сила тяги, сила тяжести, сопротивление почвы рабочим органам, силы трения и т. п. Среди этих сил особое место занимает горизонтальная составляющая силы тяги, совпадающая с направлением движения. Это связано с тем, что равная ей по значению и противоположная по направлению сила тягового сопротивления плуга Rxпл, является обобщенным показателем всех сопротивлений, действующих на плуг, служит критерием его энергетической оценки, может быть замерена при линейном динамометрировании плуга или определена по расчетной формуле (аналитически) и является основой всей силовой характеристики, т. к. по ее известному значению могут быть определены все остальные показатели силовой характеристики (Ry, Rz или Rxy, Rxz, Ryz).

Среднее тяговое сопротивление может быть определено по рациональной формуле акад. В. П. Горячкина:

.

Rхпл=0,3*11 340+7,0*27*40*5+4,0*27*40*5*3,24=111 186 Н где fP — часть тягового сопротивления, необходимая для протаскивания плуга в открытой борозде; kabn — часть тягового сопротивления, необходимая для разрушения (деформации) пластов; abnv² — часть тягового сопротивления, необходимая для сообщения пластам кинетической энергии.

Силу тяжести, действующую на плуг, определяют по формуле:

P = gabn,.

P=2,0*27*42*5=11 340 Н где g — относительный вес плуга; a, bразмеры поперечного сечения пласта; n — число корпусов.

Значения величин, входящих в формулу, приведены в табл.2.1. Подставив их в формулу, получим среднее тяговое сопротивление плуга.

Тяговое сопротивление отдельного плужного корпуса, необходимое для рассмотрения условий равновесия плуга определять по формуле:

R_x = R_xпл/ n ,.

Rx = (0,7*111 186)/5=15 566 Н где — КПД плуга, равный 0,6…0,8 [5]; Rxпл — тяговое сопротивление плуга; n — число корпусов плуга.

Далее находят вертикальную составляющую силы сопротивления почвы в продольно-вертикальной плоскости:

R_z = R_x tg ,.

Rz = 15 566,04*0,069=1074,05 Н.

где — угол наклона силы Rxz к горизонту (берется из табл.2.1).

Тогда сила сопротивления почвы в продольно-вертикальной плоскости.

Rxz = 15 604 Н.

Сила трения полевой доски о стенку борозды Rбх зависит от боковой составляющей силы сопротивления корпуса Ry и f — коэффициента трения Rбx = fRy. Так как по опытным данным Ry=Rx/3, то.

R_бx = Rxtg,.

Rбx = 0,3*5201,33 = 1560,399.

Ry = Rx/3 = 15 604/3 = 5201,33.

Опорные реакции и силу тяги предстоит определить из условий равновесия плуга в вертикальной и горизонтальной плоскостях.