3.2.1 Методика определения коэффициентов трения по различным материалам.

На первой стадии в рамку засыпались семена амаранта, и сверху на них укладывалась пластина с грузом. Для более равномерного уплотнения под действием вертикальной нагрузки рамке сообщалось несколько (до 10) возвратно-поступательных движений небольшой амплитуды. Уплотнение продолжалось в течение 1ч, что соответствует условной стабилизации вертикальной деформации [1].

Испытание на сдвиг (2-я стадия) производится при меньшей вертикальной нагрузке, чем при уплотнении. Согласно [2], рекомендуется принимать нагрузку при срезе в размере ⅓Р_Т и ⅔Р_Т. При этом необходимо следить, чтобы между нижней кромкой рамки и грузом в желобе оставался зазор 0,5…2 мм.

Сдвигающее усилие создается медленным наливом жидкости ( например воды) из сосуда 10 в ёмкость 9 плавно увеличивая массу до тех пор, пока перемещение подвижной рамки не достигнет величины 5 мм или полного среза образца, в момент сдвига налив воды прекратить. Зависимость касательных (сдвигающих) напряжений τ от нормальных (вертикальных) σ подчиняется закону Кулона:

(3.1)

где tg φ = f – тангенс угла внутреннего трения или коэффициент внутреннего трения;

с – удельное сцепление между частицами, Па.

Значение коэффициента трения определялось по формуле:

(3.2)

где τ_i–касательное напряжения сдвига при Р_Тi , Па;

σ_i – нормальное напряжения сдвига при Р_Тi , Па.

Касательное напряжение в плоскости сдвига рассчитывали по формуле:

(3.3)

где Т – вес емкости вместе с жидкостью при сдвиге, Н;

S_p – площадь поперечного сечения подвижной рамки, м².

Нормальное напряжение в плоскости сдвига определяли:

(3.4)

где G₁, G₂, G₃ – соответственно вес материала в рамке, прижимной пластины и уплотняющих грузов, Н.

После расчета коэффициента трения по формуле 3.1 определяли среднее его значение.

3.3 Лабораторная установка по определению усилия повреждения семян

При создании высевающих устройств, одним из условий их нормальной работоспособности является показатели повреждающего воздействия на семенной материал. Зачастую бывает активно двигающиеся рабочие органы повреждающие дорогостоящий семенной материал с определенной долей процента. Согласно ГОСТа небольшая доля повреждения допускается (2%), а при проектировании высевающих машин точного посева недопустима. Поэтому при проектировании элементов конструкции контактирующих с семенным материалом необходимо руководство физико-механическими свойствами семенного материала, а именно усилие при котором семечко повреждается.

В лабораторных исследованиях усилие повреждения зерна амаранта метельчатого определяли с помощью разработанной лабораторной установки (рис.3.1., рис.3.2.) и методики. Лабораторная работает следующим образом. Между двух стекол толщиной 5 мм нижним 3 и верхним 2 помещалось семя амаранта 1 в заранее нанесенное перекрестие маркером. Стекла соприкасались с левого торца, расстояние до прижатого семени замерялось. Сверху на верхнее стекло устанавливался сосуд 6 центром на перекрестие. Штатив устанавливали на нижнее стекло, а индикатор часового типа наконечником на линию симметрии приложения силы. В сосуд 6 медленно наливали воду из емкости 5. Упругое сжатие семени наблюли по отклонению стрелки индикатора 8.

Рис 3.5. Схема лабораторной установки повреждения семени амаранта

1-Семя амаранта; 2-Верхнее стекло; 3-Нижнее стекло; 4-Штатив; 5-Емкость; 6-Сосуд;

7-Жидкость (вода); 8-Индикатор ИЧ 0-10мм ГОСТ 577-66.

Рис. 3.6. Лабораторная установка повреждения семени амаранта

Семя повреждалось при характерном щелчке и резком падении стрелки индикатора 8. Подачу воды прекращали. Сосуд 6 с водой и стекло 2 завешивали и значение записывали в таблицу опытов.