 |
Факторы, влияющие на затупление лезвия
|
|
|
|
Влияние почвенных условий на величину и характер износа деталей
Механический состав и состояние почвы влияют не только на интенсивность износа, но и на его характер. Особенно это видно на примере износа лемехов, лап культиваторов и дисковых борон. На тяжелых суглинистых и глинистых почвах лезвие и полевой обрез лемеха затупляются и принимают овальную форму. На песчаных и супесчаных почвах он изнашивается достаточно интенсивно как по толщине, так и по ширине. Лезвие при этом сохраняет свою остроту, но на тыльной стороне его создается резко выраженная затылочная фаска, на лицевой – глубокая лучевидная канавка; носок по профилю закругляется.
В.П. Горячкин износ лицевой поверхности лемеха и отвала с образованием сквозного протирания в верхней части носка и груди объяснял возникновением в этих местах больших давлений. Другие исследователи объясняют тем, что подрезаемый слой почвы значительную часть пути скольжения не деформируется и сохраняет свою форму. При этом опирается нижней гранью на рабочую поверхность и в местах контактирования создает высокие давления. Считают, что протирание лемеха происходит вследствие более высокого коэффициента трения нормализованной стали, из которой изготовлена спинка его. Этот довод не дает объяснения, почему одновременно с лемехом протирается прилегающая часть отвала, поверхность которого закаливается до HRC 48.
Многочисленными опытами установлено большое влияние на величину и характер износа влажности почв. Например, на суглинистом черноземе влажностью 10% износ происходит примерно в 6 раз быстрее, чем при влажности 26%. По данным Е.П. Огрызкова [58], зависимость между интенсивностью износа лемеха по ширине и абсолютной влажностью для диапазона влажностей 8–28% имеет гиперболический характер:
|
|
|
Δ l =А/Вп-Н
где: Δ l – интенсивность износа лемеха по ширине; Вп – абсолютная влажность; A и H – постоянные коэффициенты; для лемехов с заводской термообработкой они равны 18 и 0,54.
Некоторые исследователи считают, что при пахоте относительно сухой почвы у лемехов наиболее интенсивно изнашивается лезвие с тыльной стороны, кромка его при этом остается острой. Другие отмечают, что при пахоте суп'есчано-подзолистых почв влажностью 2,8–4% лемеха не затачиваются, а, наоборот, теряют свою режущую способность. После непродолжительной работы на таких почвах их необходимо оттягивать. Совершенно иной характер износа наблюдается на этих же почвах при влажности 9,4–12,2%. Режущая способность лемеха в этом случае сохраняется в течение всего периода работы.
Опыты показывают, что до влажности 7–8% самозатачивания лезвия не наблюдается, а интенсивность изнашивания незначительная. При влажности 10–12% и выше происходит интенсивный износ вплоть до протирания носовой части лемеха и прилегающей части отвала, а лезвие сохраняет остроту. В связи с наличием в почве влаги, в которой растворены различные соли и газы, можно ожидать проявления коррозийного износа. Влияние химического воздействия почвы на интенсивность изнашивания до настоящего времени еще не изучалось.
Факторы, влияющие на затупление лезвия
Обычно тяговое сопротивление рабочего органа плуга исследуется в условиях, когда лезвие лемеха имеет номинальные геометрические размеры. В действительности, такое состояние лезвия сохраняется незначительное время. составляющее очень малую долю общего срока эксплуатации. В основном лемех работает в затупленном состоянии, причем степень затупления зависит как от геометрических форм лемеха, так и от физико-химических свойств и состояния почвы.
|
|
|
Рассмотрим некоторые особенности перемещения лезвия в почве. Если лезвие острое, т.е. радиус сопряжения пересекающихся плоскостей клина ничтожно мал, оно при встрече с твердыми частицами почвы испытывает очень большое давление. Под действием этого давления присходит смятие кромки и ее округление. Увеличение радиуса округления продолжается до тех пор, пока этот процесс не стабилизируется, что зависит от свойств почвы. Если представить, что затупленное лезвие в сечении представляет дугу окружности, которая при своем перемещении соприкасается с какой-нибудь частицей почвы в точке А (рис. 1), то возможность скольжения этой частицы ка поверхности лезвия определяется условием
δ < 90 –φ,
где: δ – угол, образованный плоскостью симметрии лезвия и плоскостью, касательной к нему в рассматриваемой точке; <р – угол трения почвы о сталь.
При δ > 90 –φ, частицы не могут скользить по поверхности лезвия и будут вдавливаться в почву. В результате создается зона смятия, определяемая двойным углом:
АА´=2 rcosδ
де r – приведений радиус окружности округления лезвия.
Рис. 1. Форма і параметри ріжучого леза
Таким образом, зона смятия зависит от толщины лезвия и величины трения почвы о сталь. Для одного и того же лезвия в почвах, обладающих большей величиной трения, будут создаваться большие зоны смятия. С другой стороны, при перемещении такого лезвия происходит смятие почвы, разрушение связей между ее частицами и относительное перемещение их, т.е. сопротивление почвы характеризуется силами внутреннего трения. Таким образом, трением почвы о сталь и внутренним трением в почве определяется тяговое сопротивление затупленного лезвия.
Асимметричное расположение лемеха плуга обусловливает некоторые особенности его изнашивания. Снизу лезвия образуется так называемая затылочная фаска. Наклон этой фаски зависит от физико-механических свойств почв. Для песчаных почв он приближается к нулю, для глинистых – достигает 35°.
Влияние угла наклона затылочной фаски на тяговое сопротивление весьма значительно, однако его трудно отделить от влияния округления лезвия, поэтому их обычно рассматривают совместно.
|
|
|
