Ряс. 16. Силы действующие при копании бульдозерным отвалом

Силу сопротивления ко палию Рк, действующую горизонтальном направлении, определяют в зависимости от площади вырезаемого грунта hb и удельного сопротивлений копанию к_п полученного при стандартном (принятом) исполнении конструкции и оптимальное, угле резания для данного рабочего органа и грунтовых условий, а также устойчивом процессе копания (рис. 16). Силу сопротивления копанию определяют по формуле

Рк = к_φ к_к hb,

где к_φ — коэффициент, учитывающий- несоответствие утла резания оптимальному значению.

Глубина резания при этом должна быть в определенных пределах, обеспечивающих нормальный ход процесса копания. Последнее является необходимым условием, так как процессы копания при малой и большой глубине резания резко отличаются.

Вертикальную (нормальную) силу сопротивления копанию Р_н чаще всего определяют по углу наклона v результирующей а силы Рr к силе сопротивления копанию Р_к который получают для типовых условий при! определении к_к:

Рн = Рк tgv.

Значения Рк, Рн, v и расстояния а от условной точки приложения результирующей сил сопротивления копанию до базы отсчета необходимо знать для расчетов рабочих органов и механизмов управления на долго! вечность, определения центра давления на ходовую часть машины в процессе работы и т. д.

Для прочностных расчетов используют такие параметры, как масса машины, ее тяговое усилие Тк, возможные по опрокидыванию усилия выглубления Рв и заглубления Рз.

Удельное сопротивление копанию к_к обычно определяют для типовых грунтовых условий, в которых рабочий орган данной машины работав наибольшую часть времени. Например, для бульдозера стандартными типовыми условиями является работа на суглинке с объемной массой 1,8—2,0 г/см3 и влажностью 10 20%. Значения к_к для других грунтов условий и влажности учитывают коэффициентами. Удельное сопротивление Кк существенно неодинаково не только для разных рабочих органов но также и для одного и того же рабочего органа при различном состоянии грунта, например, при разной влажности. Коэффициентами можно учитывать отдельные конструктивные особенности рабочих органов. Значения для отдельных рабочих органов и грунтовых условий приведены в соответствующих разделах.

Рис. 17. Силы, действующие при резании грунта косым клином

Силы сопротивления резанию, действующие на косой трехгранный клин (нож автогрейдера, грейдер-элеватора), можно получить, если все силы сопротивления на передней грани свести к равнодействующей нормальных сил сопротивления N и силе трения μ₁N(рис. 17, а). Силы сопротивления на нижней грани клина при этом можно не рассматривать, так как они не имеют принципиальных отличий от сил, действующих на простой клин.

Положение косопоставленного клина при резании определяет угол σ установки его в вертикальной и угол φ в горизонтальной плоскости по отношению к направлению движения ОХ.

Частица грунта поднимается на переднюю грань ABC клина под углом 90° — Ψ₁ к оси- X, а не по нормали к режущей кромке АС. На передней грани клина линия действия сил трения μ₁N образует с нормалью BD к режущей кромке угол ω.

Из геометрических соотношений получим

аналогично

Составляющую Rx сил сопротивления резанию по оси X, определяющую необходимое для движения клина усилие, получают в виде суммы проекций сил N и μ₁N на ось X:

Силы сопротивления, действующие нормально режущей кромке и вдоль ее, также можно найти в виде суммы проекций сил N и μ₁N на эти

направления:

Для определения силы сопротивления, действующей по оси Y, используют графическое построение (рис. 17,6). При этом

Силу сопротивления резанию R_z действующую по оси Z, находят проектированием сил N и μ₁N на эту ось (см. рис. 18, а):

Определив Rx, Ry и R, и отношения Ry/Rx и RzRx, можно найти результирующую сил сопротивления R, углы ее наклона и условную точку приложения.

Для определения сил Rp резания и Rk копания также используют удельное сопротивление резанию Kр и копанию Kk, как и для простого клина с необходимыми поправочными коэффициентами. В этом случае другие составляющие сопротивления находят по углам, определяемым; опытным путем для разных грунтов.