10. Условие равновесия навесной почвообрабатывающей машины в вертикальной плоскости.

Силы, действующие на плуги, их равновесие. Устойчивый ход плугов и других машин зависит от силового взаимодействия ма­шины с трактором.

Рассмотрим равновесие при работе плуга, приняв следующие условия: плуг движется равномерно и прямолинейно на заданной глубине; силы, действующие на плуг, приняты сосредото­ченными в заданных точках и не изменяются по значению и направлению; усилия в нижних тягах CD механизма навески на­правлены вдоль тяг, которые не ограничены от большого перемещения цепями; распределитель гидросистемы находится в плавающем положении, глубина пахоты задана положением опорных колес плуга Устойчивое равновесие возможно, если многоугольник дей­ствующих сил замкнут, а их равнодействующая проходит через мгновенный центр вращения плуга.

Навесной плуг, агрегатируемый с трактором, в процессе работы может поворачиваться в двух плоскостях: в продольно-вертикаль­ной и горизонтальной.

В продольно-вертикальной плоскости XOZ (рис. 3.20) на плуг действуют сила тяжести G, суммарная реакция R_xz почвы на рабо­чие поверхности корпусов, результирующая сила F_x трения поле­вых досок о стенки борозд, реакция R_K почвы на колесо и сила P_xz тяги трактора.

Силу тяжести G принимают по справочным материалам или рассчитывают по зависимости G = 9,8lm_oabn,

где m_o - относительная масса плуга, m_o = (2,0...3,5)10³кг/м². Меньшие значения m_o соответствуют трех- четырехкорпусным на­весным плугам, большие — оборотным и прицепным. Линия дей­ствия силы тяжести G проходит посредине корпусов.

Значение и направление реакции R_xz находят из соотношения R_z/R_x = 0,18...0,22, а силу R_y - из выражения R_y= (0,25...0,45)R_х, при этом силу Rx определяют по формуле. Из приведенных

соотношений следует, что реакция R_xz наклонена под углом 10... 12° к оси X. В горизонтальной плоскости реакция R_xz с осью X образует угол 15...25°. Точку приложения силы R_xz располагают на расстоянии 1/2 от дна борозды на линии между средними лемеха­ми при четном числе корпусов или у среднего лемеха при нечет­ном.

Силу F_x трения выражают как произведение коэффициента / (f~ 0,5) и силы R_y, которую определяют из зависимости. Силу F_x располагают посередине ширины полевой доски, направ­ляя ее вдоль оси X.

Линия реакции R_K проходит через ось опорного колеса под уг­лом δ_К к ней, причем tg δ_К = f_П, тд, f_П — коэффициент сопротивле­ния перекатыванию колеса. На плотных почвах f_П = 0,08...0,10, на рыхлых - f_П = 0,12...0,20. Если в машине не одно, а два или три колеса, находят суммарную реакцию на все колеса.

Определив точки приложения и направление линий действия сил G, R_xz и F_x, их наносят в принятом масштабе на проекции схе­мы плуга, отдельно от схемы строят многоугольник сил.

Вначале находят силу R₁ складывая известные по значению и направлению векторы G и R_xz, затем на схеме плуга из точки 1 пе­ресечения линий действия сил G и R_xz проводят прямую, парал­лельную линии действия равнодействующей R₁. Эта прямая пере­сечет силы F_x трения в точке 2.

На многоугольнике сил из конца вектора R₁ откладывают век­тор силы F_x (отрезок cd). Сложением векторов R₁ и F_x получают равнодействующую R₂.

На схеме плуга через точку 2 проводят линию, параллельную силе R₂, до пересечения с направлением силы R_K сопротивления качению опорного колеса. Указанные линии действия сил R₂ и R_K пересекаются в точке 3. В этой точке приложена равнодействую­щая всех сил сопротивления плуга (G, R_xz, R_K и F_x). Если линия действия силы R_xz проходит через точку 3 и мгновенный центр π вращения плуга, то она уравновешивается силой Р_хz тяги трактора, то есть система плуг - трактор будет в силовом равновесии.

Значения сил R_xz и P_xz получают по многоугольнику сил, для чего из начала вектора G ( из точки а) проводят прямую, парал­лельную линии 3-π, а из конца вектора R₂ - линию, параллель­ную реакции R_K опорного колеса. Точка их пересечения даст отре­зок ае и de, равные в принятом масштабе соответственно силам R_x (P_xz) и R_K.