Theoretical and technological aspects of ripper working tools operation | Теоретические и технологические аспекты работы рыхлительного рабочего органа

Английский. Geometrical parameters of destruction zone and crumbling coefficient were determined at interaction of a chisel with the soil.. By means of a finite elements method an intense and deformable condition of the cultivated layer of the loamy soil was predicted taking into account such suppositions as a quasi solidity, quasi elasticity, constancy of speed and depth of cultivation. Realization of the method was compiling of a global stiffness matrix and a load column, solving simultaneous linear equations, defining possible movements of nodal points in the soil horizontally and vertically, and determining specific potential energy of elementary soil fragments. The load column is formed taking into account the gravity of soil fragments, traction resistance of a side surface of the chisel and a cutting edge, as well as inertia forces. In case of comparison of the received values with the experimental rate of specific potential energy of destruction of soil fragments of the loamy soil it is possible to make the forecast about geometrical parameters of a destruction zone and extent of crumbling of soil fragments. So, at absolute humidity of the soil being 20.73%, speed of the movement of 1.6 m per second, depth of processing of 0.2 m, width of working tool of 0.02 m destruction zone length in the direction of the movement is 0.12 m, width - 0.1 m, critical depth of cutting - 0.08 m. The coefficient of crumbling of a zone of the disturbed state does not exceed 22%.

Русский. Определяли геометрические параметры зоны разрушения и коэффициента крошения при взаимодействии долотообразной лапы с почвой. С помощью метода конечных элементов спрогнозировали напряженно-деформируемое состояние обрабатываемого слоя суглинистой почвы с учетом таких допущений, как квазисплошность, квази­упругость, постоянство скорости и глубины обработки. Реализациeй метода стало составление глобальной матрицы жесткости и грузового столбца, решение системы линейных уравнений, определение возможных перемещений узловых точек почвенного массива по горизонтали и вертикали, а также определение удельной потенциальной энергии элементарных почвенных фрагментов. Определили, что грузовой столбец формируется с учетом силы тяжести почвенных фрагментов, тягового сопротивления боковой поверхности долотообразной лапы и режущей кромки, а также сил инерции. Сопоставив полученные значения с экспериментальной величиной удельной потенциальной энергии разрушения почвенных фрагментов суглинистой почвы, можно сделать прогноз о геометрических параметрах зоны разрушения и степени крошения почвенных фрагментов. Так, при абсолютной влажности почвы 20,73%, скорости движения 1,6 м в секунду, глубине обработки 0,2 м, ширине рабочего органа 0,02 м длина зоны разрушения в направлении движения составляет 0,12 м, ширина – 0,1 м, критическая глубина резания – 0,08 м. Коэффициент крошения зоны возмущенного состояния не превышает 22%.