ПРОЕКТУВАННЯ ПОВЕРХОНЬ РОБОЧИХ ОРГАНІВ МАШИН, ЯКІ ВЗАЄМОДІЮТЬ З ГРУНТОМ

Анотація

Запропоновано математичну модель проектування поверхонь робочих органів машин, які взаємодіють з ґрунтом. Доведено, що  проектування робочих органів ґрунтообробних машин, яке передбачає мінімізацію енерговитрат з досягненням нормативної якості, може бути здійснено вирішенням не прямої а обертової задачі, а саме: визначення сили тиску ґрунту певного стану на поверхню робочого органу, яка проектується. Для визначення сили тиску ґрунту на поверхню робочого органу запропоновано враховувати такі властивості гранту, як пружність скелету та зв'язки між ґрунтовими агрегатами, які обумовлені в'язким (ньютонівським) і сухим (кулонівським) тертям.

Зазначено, що значення сил внутрішніх зв’язків між агрегатами ґрунту можуть бути встановлені шляхом визначення значень дотичних і нормальних напружень в будь якій точці поверхні, яка проектується. При визначенні значень дотичних і нормальних напружень, які виникають на поверхні робочого органу, необхідно враховувати положення елементарної площини поверхні до горизонту, яку можна враховувати як «підпірну стінку». Це дозволяє визначати силу тиску ґрунту на елементарну площину поверхні за методикою, розробленою В.В. Соколовським. Силу тиску грунту на елементарну площину поверхні робочого органу, яка визначається значеннями дотичних і нормальних напружень, запропоновано визначати шляхом встановлення мінімального тиску грунту на елементарну площину поверхні робочого органу. Такий тиск запропоновано враховувати у якості критерію оптимізації, який полягає у визначенні таких параметрів форми поверхні, за яких енерговитрати на відділення ґрунтової скиби були б мінімальними. Для отриманням значень критерію оптимізації запропоновано інтегральне рівняння з урахуванням припущення, що опір робочого органу у будь-якій частині його поверхні залежить тільки від глибини копання.

Ключові слова: викопувальна скоба, форма поверхні, ґрунт, напруження, сила тиску, енерговитрати.