Процесс резания корнеклубнеплодов ножевым аппаратом

Как мы говорили, резание в корнерезках осуществляется резцом, имеющим форму клина. Теорию резания резцом сельскохозяйственных материалов (почва, корнеплоды и др.) разработал акад. Горячкин В.П., который назвал ее теорией клина.

В соответствии с этой теорией процесс резания протекает следующим образом. В первый момент при внедрении клина с углом α под действием силы Р происходит сминание материала на длине а. В следующий момент, когда сила достигнет некоторой критической величины, происходит скалывание материала на длине l > а. Скол вначале несколько углубляется в материал, а затем поднимается вверх, но не доходит до поверхности стружки, которая получается сплошной. Усадки или удлинения стружки корнеклубнеплодов не наблюдается, поэтому l₁ = 1.

Рис. Схема к расчету На основании опытных данных В.П. Горячкин величину пути сминания корнеклубнеплодов предложил определять по формуле:

где h, α — обозначение на риcунке;

φ — угол трения материала по граням клина, а отношение длины сжатия к длине скалывания — по формуле:

Общее усилие резания В.П. Горячкин предложил определять, используя так называемую рациональную формулу:

P = P₀ + kbh + Ebhv², Н,

где Р₀ — некоторое постоянное сопротивление;

k, E — коэффициенты пропорциональности;

b и h — ширина и толщина срезаемой стружки, м;

v — скорость резания, м/с.

Рациональная формула имеет три слагаемых. Первое — это сопротивление резанию, зависящее от свойств продукта и параметров резца, второе — это усилие на деформацию стружки и третье — это усилие на сообщение стружке определенной скорости при ее отбрасывании. Все три слагаемых определяются из эксперимента.

Г.И. Новиков из опытов по резанию корнеклубнеплодов установил, что наибольшее значение имеет вторая составляющая, наименьшее — третья. Изменение угла резания α = 17…300 не влияет на общее усилие резания.

Первое слагаемое он предлагает определять по эмпирической формуле:

P₀ = β Δ S δ^m λ _сж Н,

где β — коэффициент, зависящий от механической прочности материала (для картофеля

β = 6,5, моркови β = 7,5, для свеклы β = 10,4);

Δ S — длина активной части лезвия, см;

Δ — толщина лезвия резца (0,003…0,01 см);

m — показатель степени для картофеля 0,55; моркови 0,5; свеклы 0,53.

Коэффициент k у второго слагаемого

где σ_c — предельное напряжение скалывания, для картофеля 3,8 104 Па, моркови — 5,1 104 Па, свеклы — 9,3 104 Па.

Коэффициент необходимо учитывать, если ширина стружки равна активной длине резца b = ΔS.

Коэффициент третьего слагаемого E = 0,025

для любых корнеклубнеплодов. Для упрощения расчетов часто используют удельное давление резания на единицу длины резца q, тогда

Р = q ΔS,

где q — среднее значение давления принимают q = (1,5…2,0) 10³ Н/м.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: