способ определения формы профиля рабочей поверхности рыхлителей почвы

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМЫ ПРОФИЛЯ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ РЫХЛИТЕЛЕЙ ПОЧВЫ, заключающийся в том, что форму профиля рабочей поверхности рыхлителя почвы определяют с учетом силового взаимодействия обрабатываемого материала и рабочей поверхности рыхлителя, силовое воздействие обрабатываемого материала осуществляют на рабочую поверхность рыхлителя, выполненную из гибкого материала, с одновременным созданием избыточного давления со стороны, противоположной силовому воздействию обрабатываемого материала на рабочую поверхность, с регистрацией изменения профиля рабочей поверхности под силовым воздействием обрабатываемого материала, отличающийся тем, что поперечному профилю поверхности обрабатываемого материала, контактирующей с рабочей поверхностью рыхлителя, предварительно придается исходная форма, изменение которой регистрируется на последовательных стадиях развития процесса деформации обрабатываемого материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к способам определения формы профиля рабочих поверхностей почвообрабатывающих орудий.

Известен способ определения формы профиля рабочей поверхности рыхлителей почвы (см. Виноградов В.И., Подскребко М.Д. Влияние скорости на величину нормальных и касательных сил действующих на поверхности плоского клина / Сб. Повышение рабочих скоростей тракторов и сельскохозяйственных машин, М.: ЦИНТИАМ, 1963, с. 210-218), заключающийся в том, что форму профиля рабочей поверхности рыхлителя почвы определяют с учетом силового воздействия обрабатываемого материала на рабочую поверхность рыхлителя. В качестве средства индикации действия почвы на рабочую поверхность используются установленные в отдельных точках рабочей поверхности датчики давления, связанные с регистрирующим прибором. По данным измерений вносятся изменения в форму профиля рабочей поверхности, которая вновь подвергается исследованию.

Недостатками известного способа является повышенная трудоемкость, низкие производительность и точность процесса определения формы профиля рабочей поверхности. Указанные недостатки объясняются отсутствием адекватной модели взаимосвязи давления на рабочую поверхность и ее формы, что вызывает необходимость многократных изготовлений и испытаний рабочих органов при их совершенствовании.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому техническому решению является способ определения формы профиля рабочей поверхности рыхлителей почвы, заключающийся в том, что форму профиля рабочей поверхности рыхлителя почвы определяют с учетом силового взаимодействия обрабатываемого материала и рабочей поверхности рыхлителя, силовое воздействие обрабатываемого материала осуществляют на рабочую поверхность рыхлителя, выполненную из гибкого материала, с одновременным созданием избыточного давления со стороны, противоположной силовому воздействию обрабаты- ваемого материала на рабочую поверхность, с регистрацией изменения профиля рабочей поверхности под силовым воздействием обрабатываемого материала.

Недостатком известного способа является неприспособленность его для определения формы поперечного профиля рабочей поверхности рыхлителей почвы.

Задача, решаемая изобретением - определение формы поперечного профиля рабочей поверхности рыхлителей почвы, соответствующей малоэнергоемкой деформации почвы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения формы профиля рабочей поверхности рыхлителей почвы, заключающемуся в том, что форму профиля рабочей поверхности рыхлителя почвы определяют с учетом силового взаимодействия обрабатываемого материала и рабочей поверхности рыхлителя, силовое воздействие обрабатываемого материала осуществляют на рабочую поверхность рыхлителя, выполненную из гибкого материала, с одновременным созданием избыточного давления со стороны, противоположной силовому воздействию обрабатываемого материала на рабочую поверхность, с регистрацией изменения профиля рабочей поверхности под силовым воздействием обрабатываемого материала, а поперечному профилю поверхности обрабатываемого материала, контактирующей с рабочей поверхностью рыхлителя, предварительно придается исходная форма, изменение которой регистрируется на последовательных стадиях развития процесса деформации обрабатываемого материала.

Осуществление силового воздействия обрабатываемого материала на рабочую поверхность рыхлителя, выполненную из гибкого материала, с одновременным созданием избыточного давления со стороны, противоположной силовому воздействию обрабатываемого материала на рабочую поверхность, обеспечивает соответствие формы рабочей поверхности непрерывно изменяющемуся напряженно-деформированному состоянию пласта почвы. Кроме того, в соответствии с законом механики, по которому замкнутая система стремится к минимуму действующих в ней сил, рабочая поверхность принимает форму, соответствующую минимуму энеркоемкости деформации почвы.

Предварительное придание поперечному профилю поверхности обрабатываемого материала, контактирующей с рабочей поверхностью рыхлителя, исходной формы, позволяет определять форму профиля рабочей поверхности рыхлителей почвы в зависимости от различных форм поперечного профиля переднего обреза рабочей поверхности.

Регистрация изменения исходной формы поперечного профиля контактирующей поверхности обрабатываемого материала на последовательных стадиях развития процесса деформации позволяет использовать полученные данные для проектирования соответствующих участков рабочих поверхностей рыхлителей почвы.

На фиг. 1 изображены контактирующие поверхности почвы и рабочая поверхность рыхлителя на последовательных стадиях развития процесса деформации обрабатываемого материала при исходно вогнутой форме поперечного профиля, поперечное сечение; на фиг. 2 - то же, при исходно плоской форме поперечного профиля; на фиг. 3 - то же, при исходно выпуклой форме поперечного профиля.

Способ определения формы профиля рабочей поверхности рыхлителей почвы осуществляется следующим образом.

Поперечному профилю поверхности обрабатываемой почвы, или моделирующей ее материала 1, контактирующей с рабочей поверхностью рыхлителя 2, предварительно придается исходная форма Ф1, например, вогнутая, плоская или выпуклая. На контактирующую с почвой рабочую поверхность рыхлителя 2, выполненную из гибкого материала, со стороны, противоположной силовому воздействию обрабатываемой почвы, создается избыточное давление Р. Давление Р создается, например посредством сжатой жидкости или газа. Благодаря свойству жидкостей и газов равномерно передавать давление на все ограничивающие их поверхности, избыточное давление Р равномерно распределяется по тыльной стороне рабочей поверхности 2 и уравновешивает силу F сопротивления почвы деформации.

В результате деформации пласта, под действием рабочей поверхности 2, происходит изменение исходной формы Ф1 поперечного профиля контактирующих поверхностей 1 и 2. Это изменение протекает в несколько стадий, причем благодаря действию равномерно распределенного давления Р, первоначальное изменение происходит в результате деформации наименее прочных частей пласта почвы. Кроме того, расширение сжатой жидкости или газа происходит в радиально расходящихся направлениях, что вызывает соответствующее движение частиц пласта почвы. Как следствие, общая деформация пласта происходит в результате элементарных деформаций растяжения и сдвига, энергоемкость которых на порядок меньше чем энергоемкость деформации сжатия. Таким образом, изменение исходной формы Ф1 контактирующих поверхностей 1 и 2 соответствует малоэнергоемкому течению процесса деформации пласта почвы.

Деформация пласта почвы проходит несколько стадий, например, уплотнение слоя почвы, прилегающего к контактирующей поверхности 1, начальный сдвиг частиц почвы, крошение и затем рыхление пласта. Измененные формы Ф2, Ф3 и Ф4 профиля рабочей поверхности 2 регистрируются на последовательных стадиях развития процесса деформации обрабатываемого материала. Полученные данные используются для проектирования соответствующих участков рабочей поверхности рыхлителей почвы.

Способ позволяет экспериментально определить форму поперечного профиля рабочей поверхности рыхлителя почвы, соответствующую малоэнергоемкому взаимо- действию обрабатываемой почвы и рабочей поверхности рыхлителя.