ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ РАБОЧИХ ОРГАНОВ МАШИН, КОТОРЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮТ С ПОЧВОЙ

Аннотация

Предложена математическая модель проектирования криволинейных поверхностей рабочих органов машин, взаимодействующих с почвой. Доказано, что проектирование рабочих органов почвообрабатывающих машин, где предполагается минимизация энергозатрат с достижением нормативного качества, может быть осуществлено решением не прямой, а обратной задачи: определение степени влияния почвы определенного состояния на поверхность рабочего органа.

Для прогнозирования степени воздействия почвы определенного состояния на поверхность рабочего органа предложено учитывать упругость скелета почвы и связи между почвенными агрегатами, которые обусловлены вязким (ньютоновским) и сухим (кулоновским) трением. Указано, что значение сил внутренних связи между частицами почвы может быть установлено за счет определения значений касательных и нормальных напряжений в любой точке криволинейной поверхности. При определении значений касательных и нормальных напряжений, возникающих на поверхности рабочего органа необходимо учитывать положения элементарной площадки к горизонту, которую можно учитывать в качестве «подпорной стенки». Это позволяет определять силу давления грунта на элементарную площадку поверхности по методике, разработанной В.В. Соколовским. Силу давления грунта на элементарную площадку поверхности рабочего органа, которая определяется касательными и нормальными напряжениями, предложено определять путем установления минимального давления грунта на элементарную площадку поверхности рабочего органа. Такое давление предложено принять в качестве критерия оптимизации, который состоит в определении таких параметров формы поверхности, при которых энергозатраты на отделение почвенного пласта были бы минимальными. Для получения значений критерия оптимизации предложено интегральное уравнение, учитывающее допущение, что сопротивление рабочего органа в любой части криволинейной поверхности зависит только от глубины копания.

Ключевые слова: викопочная скоба, форма поверхности, почва, напряжение, сила давления, энергозатраты.