Техніка та енергетика

В статті розглянуто взаємодію гвинтового ґрунтообробного органа із частинками грунту. Завдяки дуже широкому застосуванню у техніці під терміном “гвинтова поверхня” зазвичай розуміють поверхню гвинтового коноїда або шнека. В роботі розглянуто поверхню розгортного гелікоїда, яка теж є лінійчатою, але суттєво відрізняється від шнека. Відмінність полягає не тільки у геометричній формі, але і в технології виготовлення. Якщо шнек виготовляють штамповкою або прокаткою смуги із значними деформаціями заготовки, то розгортний гелікоїд можна виготовити простим згинанням при мінімумі пластичних деформацій. З точки зору теорії при нульовій товщині заготовки пластичні деформації при її згинанні взагалі були б відсутні. Робочий орган для обробітку ґрунту складається із смуги розгортної гвинтової поверхні, у якої зовнішня крайка загострена і виконує функцію леза, а внутрішня жорстко кріпиться до решітчастого циліндра. Різниця між радіусом гвинтової лінії леза і циліндра визначає глибину обробітку. Решітчастий циліндр запобігає забиванню міжвиткового простору і одночасно виконує додаткову функцію котка. Орган працює подібно до дискових знарядь, тобто профіль обробленого поля має гребені і впадини. В момент контакту леза із поверхнею поля наявні кути, аналогічні кутам атаки і крену для дискових знарядь. Конструктивні параметри, якими забезпечуються ці кути, можна розрахувати, виходячи із аналітичного опису поверхні. Секція, тобто барабан із витком гвинтової робочої поверхні, розташовується так, що його вісь складає певний кут із напрямом руху агрегату. Це зумовлює появу кута атаки і сил реакції, які змушують барабан із поверхнею обертатися. Виходячи із швидкості руху агрегату і враховуючи кут атаки, можна знайти кутову швидкість обертання секції. Далі складається диференціальне рівняння руху частинки після вступу її на поверхню, яка обертається. Диференціальне рівняння розписується в проекціях на три осі нерухомої системи координат. До нього входять три невідомі залежності: дві змінні, що описують траєкторію ковзання частинки по поверхні і сила реакції поверхні. Систему розв’язано чисельним способом. Побудовано траєкторії відносного і абсолютного руху частинки та графіки зміни її відносної і абсолютної швидкостей.

розгортний гелікоїд, ґрунтообробний орган, кутова швидкість, частинка, ковзання, диференціальні рівняння.