Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование параметров свободно опирающейся фрезы для добычи торфа поверхностно-послойным способом Сысоев Николай Васильевич

Обоснование параметров свободно опирающейся фрезы для добычи торфа поверхностно-послойным способом
<
Обоснование параметров свободно опирающейся фрезы для добычи торфа поверхностно-послойным способом Обоснование параметров свободно опирающейся фрезы для добычи торфа поверхностно-послойным способом Обоснование параметров свободно опирающейся фрезы для добычи торфа поверхностно-послойным способом Обоснование параметров свободно опирающейся фрезы для добычи торфа поверхностно-послойным способом Обоснование параметров свободно опирающейся фрезы для добычи торфа поверхностно-послойным способом Обоснование параметров свободно опирающейся фрезы для добычи торфа поверхностно-послойным способом Обоснование параметров свободно опирающейся фрезы для добычи торфа поверхностно-послойным способом
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Сысоев Николай Васильевич. Обоснование параметров свободно опирающейся фрезы для добычи торфа поверхностно-послойным способом : ил РГБ ОД 61:85-5/4543

Содержание к диссертации

Введение

1. Современное состояние фрезерования торфяной залежи при повершютно-послойном способе добычи торфа и постановка задач исследования 11

1.1, Технологические требования к операции фрезерова ния торфяной залежи 11

1.2 Обзор исследований по фрезерованию торфяной залежи 13

1.3 Анализ конструкций оборудования для фрезерования торфяной залежи 18

1.4. Основные задачи исследования 33

2. Методика экспериментальных исследований рабочего органа - фрезы, свободно опирающейся на торфяную залежь и описание экспериментальной установки 35

2.1 Основные параметры фрезы, свободно опирающейся на торфяную залежь 35

2.2. Методика исследований основных параметров фрезы, свободно опирающейся на торфяную залежь 37

2,3 Описание экспериментальной установки 50

3. Исследование параметров фрезерования торфяной залежи свободно опирающейся фрезой . 56

3.1 Условия и параметры фрезерования торфяной залежи свободно опирающейся фрезой 56

3.2. Подача фрезы, глубина фрезерования и высота микронеровностей 60

3.3. Коэффициент заполнения полости между соседними ножами фрезы 65

3.4. Выбор режима фрезерования торфяной залежи 69

4. Определение силового взаимодействия свободно опирающейся фрезы с торфяной залеш) и мощности, необходимой для обеспечения работы фрезы 76

4.1. Взаимодействие свободно опирающейся фрезы с торфяной залежью 76

4.2. Силы, действующие на фрезу 81

4.3. Среднее давление фрезы на залежь 86

4.4. Высота ножа фрезы »90

4.5» Удельная работа фрезерования и мощность, необходимая для обеспечения работы фрезы 92

4.6. Пример расчета СОФ .97

5. Исследование технологических показателей работы фрезерующего устройства со свободно опирающимися фрезами 101

5.1. Описание конструкции экспериментального фрезерующего устройства 101

5.2. Неравномерность глубины фрезерования 105

5.3. Фракционный состав фрезерной крошки 113

5.4. Сушка фрезерной крошки в расстиле 119

6. Производственные и экономические показатели работы фрезера МТФ-І8 122

6.1. Условия производственных испытаний фрезера МТФ-І8 124

6.2. Энергетическая оценка работы фрезера 124

6.3. Технико-эксплуатационные показатели работы фрезера МТФ-І8 134

6.4. Экономическая эффективность от производства и использования фрезера со свободно опирающимися фрезами 138

Выводы 143

Список литературы 145

Приложения 159

Введение к работе

Задачи дальнейшего технического прогресса и развития производительных сил страны требуют теоретических исследований и практического их применения на важнейших направлениях науки и техники. Выступая с докладом на ХХУІ съезде КПСС, председатель Совета Министров СССР Н.А.Тихонов сказал, что последовательное осуществление курса на повышение эффективности и качества работы во всех звеньях народного хозяйства должно быть сосредоточено на росте производительности труда, рациональном и экономном использовании трудовых, сырьевых, топливно-энергетических и финансовых ресурсов. Добиваться сверхпланового повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции, -отметил на Пленуме ЦК КПСС 13 февраля 1984 года Генеральный секретарь ЦК КПСС товарищ К.У.Черненко - становится патриотичес чеоким долгом каждого советского человека.

В торфяной промышленности большое значение придается совершенствованию технологических процессов и оборудования для добычи торфа поверхностно-послойным способом. На период до 1990 года предусматривается рост цикловых сборов торфа на 40-50%, производительности труда в 2 раза, снижение металлоемкости в 1,5 раза.

Проведение фундаментальных научных исследований технологических процессов производства торфа (В.Я.Антонов, В.С.Варен-цов, Л.М.Малков и др.) способствует разработке и успешному решению внедрения новой техники с цепью повышения производительности труда, улучшения качества и снижения себестоимости торфяной продукции.

Исследования физико-механических свойств торфа и природы сил, обусловливающих его связность и сопротивляемость внешним нагрузкам (Л.С.Амарян, М.П.Воларович, Н.И.Гамаюнов, С.С.Кор-чунов, И.Ф.Ларгин, И.И.Лиштван,Б.А.Бога.тов, А.Л.Наседкин, Ф.А.Опейко, М.М.Танклевский, Н.В.Чураев и др.) создали надежную основу для разработки вопросов взаимодействия оборудования с торфяной залежью.

В области создания теории фрезерования необходимо отметить работы С.Г.Солопова, М.В.Мурашова, Г.Н.Скрябина, Л.Н.Сам-сонова, А.В.Лазарева, А.Б.Горенштейна, А.В.Тимофеева, А.Н. Лукьянчикова, В.В.Ваганова, В.Ф.Синицина, А.В.Журавлева, А.Ф. Ремезова, Б.Ф.Зюзина, Н.В.Кузнецова и др.

В этих работах основное внимание уделяется исследованию факторов, влияющих на энергоемкость процесса фрезерования (толщина стружки, подача на нож, скорость резания), а также выбору и обоснованию методов исследования процесса резания и методов обработки экспериментальных материалов; определяется влияние параметров фрезерования на фракционный состав крошки.

М.В.Мурашовым обобщена теория фрезерования и разработана методика расчета фрезеров, которая является общепринятой и одной из фундаментальных теорий расчета торфяных машин Л.Н.Самсоновым разработана теория оптимизации процесса фрезерования и параметров фрезы.

Однако многие вопросы взаимодействия фрезы о торфом, как с деформируемым основанием, еще остаются не достаточно изученными.

Недостаточен теоретический анализ, и отсутствуют методы расчета фрезеров с рабочим органом, свободно опирающимся на торфяную залежь, что сдерживает их практическое применение.

Одна из основных причин такого положения кроется в сложности явлений взаимодействия рабочего органа с торфяной залежью ввиду ее неоднородности.

Учитывая достигнутый уровень знаний и требования дальней -шего развития науки и скорейшего использования ее результатов в практической деятельности, в настоящей работе поставлена задача обосновать параметры нового рабочего органа - фрезы, свободно опирающейся на торфяную залежь и обеспечивающей улучшение расстила фрезерной крошки.

На основании теоретических и экспериментальных исследований в работе приводятся графические зависимости, номограммы и формулы расчета основных параметров фрезы. Показано влияние удельного давления фрезы и высоты ножа на энергоемкость фрезерования. Результаты теоретических и экспериментальных исследований применены при разработке фрезерующих устройств со свободно опирающимися фрезами на торфяную залежь.

Экспериментально доказано, что качество образуемого расстила новым фрезерующим устройством значительно выше в сравнении с базовым вариантом, что должно способствовать увеличению сезонного сбора фрезерного торфа.

Работа проводилась в отделе добычи торфа Всесоюзного научно-исследовательского института торфяной промышленности в соответствии с тематическим планом ВНИЙТП и планом ГКНТ в период с 1976 по 1983 гг. Экспериментальная часть работы выполнена в сезонах 1977-1982 гг. на полях торфопредприятий "Назия", "Пельгорокое", "Форносово", "йриновокое" производственного объединения Ленторф, торфопредприятия "Озерецкое" производственного объединения Капининторф, а также в цехе испытаний Экспериментального механического завода ВНИЙТП.

Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту канд.техн.наук, ст.науч.сотр. Е.Е.Петровскому, гл.конструктору Г.Г.Кащееву и ст.науч.сотр. Н.Н.Худскому за ценные замечания и предложения.  

Обзор исследований по фрезерованию торфяной залежи

Многообразие физико-механических свойств торфяной залежи обусловливают особенности теории фрезерования.

А.К.Скрябин в 1933 г , рассмотрев для активного рабочего органа кинематику движения, скорость резания и некоторые пара метры фрезерования, положил начало развитию: теории фрезерования [107].

В области фрезерования А.М.Григорьев [35,36], А.Б.Горен-штейн [29,30 I, М.И.Сарматов [98] исследуют сопротивление залежи и мощность фрезерования. Изучается фрезерование залежи о пнем.

А.И.Селитренников [101], исследовав пассивные рабочие органы (нож лопастного типа) для измельчения торфяной залежи С R 15 %), получил значительно меньшую силу резания в срав-нении с активными рабочими органами. Величина удельного сопротивления резанию составляла 34-59 кПа (0,35-0,60 кг/см ), удельное сопротивление увеличивалось с уменьшением глубины резания.

Автором данной работы в 1972-1973 гг. были проведены лабораторные и полевые исследования по измельчению торфяной залежи /? 20 % пассивным ножом-пластиной треугольной формы с овальной стойкой [117]. В результате исследований было получено, что усилие сопротивления на нож в зависимости от размеров сечения срезаемого слоя (ширины - В и толщины - h ) и удельного сопротивления (К) имеет видзависело от характеристики срезаемого слоя залежи и геометрических параметров ножа. Для низинной залежи (/?= 20-23 %) удельное сопротивление резания при угле заострения ножа-пластины в 30 изменялось от 20 до 45 кПа. Несмотря на простоту конструкции устройств с пассивными рабочими органами и относительно малым удельным расходом энергии резания, предпочтение все же отдается активному рабочему органу - фрезе как механизму, который обладает более высокой стабильностью образования расстила с заданными парамет рами на торфяных залежах о различными физико-механическими свойствами.

Необходимость конструирования фрезеров с активным рабочим органом, удовлетворяющим условиям работы на торфяной залежи, потребовала разработки соответствующего метода расчетов и экспериментального определения расчетных коэффициентов Одним из главных методов оказался энергетический: какой требуется расход энергии на единицу экскавируемого объема залежи? Какова величина момента на фрезе при заданной глубине фрезерования?

Первые работы М.И.Сарматова [97], И.А.Рогова [87], А.К» Скрябина [108,109], ставили своей целью определение скорости резания, глубины фрезерования, размера стружки, высоты гребешка и затрат энергии на фрезерование.

В 1948 г. А.Б.Горенштейн предложил считать расход энергии на фрезерование прямо пропорциональным объему срезаемой стружки. При этом он подчеркивал, что режим работы фрезерующего устройства должен быть выбран, исходя из наименьшего удельного расхода энергии [30]. В 1958 г. Г.Н.Скрябин получил универсальную формулу для определения коэффициента сопротивления в зависимости от толщины стружки и скорости резания [108]. В I960 г. Л.Н.Самсоновым [94] было выполнено экспериментальное исследование процесса экскавации торфа штифтовой фрезой, где отмечено, что основным показателем процесса фрезерования является коэффициент сопротивления резанию, т.е. усилие, приходящееся на единицу площади поперечного сечения срезаемой стружки. Важное значение имеет установленная взаимосвязь между фракционным составом фрезерной крошки и режимами фрезерующего устройства (скоростью резания, подачей на нож).

В 1964 г. М.В.Мурашовым [73] сделано обобщение накопленного материала по исследованию работы фрезерующих рабочих ор ганов. Он указывал на универсальность фрезы как экскавирую-щего органа, что и влечет за собой ее широкое применение в торфяной промышленности» Работу экскавирущего органа предложено определять как по коэффициенту сопротивления резанию, когда известно сечение стружки, так и по удельному расходу энергии. Он показал, что коэффициент сопротивления резанию торфа К растет с уменьшением толщины стружки 5" и увеличением скорости резания V%где а,ё , С - коэффициенты, учитывающие прочность торфа и геометрические параметры экскавируемого органа.

При фрезеровании пнистой залежи полный удельный расход энергиигде - пнистость залежи; АТ,АП - удельный расход энергии фрезерования торфа и пня.С.С.Корчунов для оценки энергоемкости резания предлагает использовать обоснованную П.А.Ребиндером теорию массового разрушения материала. При этом удельная энергия процесса резания рассчитывается по уравнениюгде Кv - энергия разрушения единицы объема стружки; К„ -энергия образования единицы поверхности; «S - площадь поперечного сечения стружки; /7 - периметр режущей кромки резца. Уравнение (1.6) показывает, что теория массового разрушения, в отличие от эмпирической отепенной, дает линейную зависимость усилия на резце от толщины стружки [58 ].

Методика исследований основных параметров фрезы, свободно опирающейся на торфяную залежь

Исследования проводятся на верховом и низинном торфах средней степени разложения (прил.2). Из залежи ненарушенной структуры нарезаются монолиты торфа размером 1000x320x550 мм натуральной влажности (83-85 %)

С целью проведения и сопоставления результатов исследований в качестве рабочего органа изготовляются гладкие катки и фрезы диаметром 130, 175, 240, 305 мм, экскавируемые ножи с высотой 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 и 16 мм.

Для выявления особенностей взаимодействия свободно опирающейся фрезы с залежью проводится скоростная киносъемка процесса фрезерования торфяного монолита. Киносъемка осуществляется скоростной камерой CKC-IM, снабженной отметчиком времени. Скорость съемки определяется количеством кадров от одной отметки до другой за время 0,01 с Масштаб кинокадра определяется по натуральной высоте ножа фрезы. С учетом масштаба определяется величина деформации, как срезаемой массы, так и прилежащего к фрезе слоя торфа. Для наглядности грани ножей окрашиваются в светлый цвет, а на торец монолита наносятся делительные полосы и круговые пятна с равным шагом.

Полученные наблюдения о взаимодействии фрезы с залежью при формировании расстила сравниваются с теорией фрезерования залежи СОФ.

Определение коэффициента заполнения полости между ножами. Глубина фрезерования торфяной залежи определяет загрузку поля по сухому веществу или теоретический сбор торфа. Основным па- раметром СОФ, влияющим на глубину фрезерования, является коэффициент заполнения полости между ножами ( ). Например, при „ более единицы, глубина фрезерования будет больше значения глубины, установленной скоростным режимом.

На характер заполнения полости в полевых условиях влияют несколько факторов: диаметр и длина фрезы, высота ножа, форма и площадь поперечного сечения полости между ножами фрезы, режим фрезерования, давление фрезы на залежь Р , прочностные свойства фрезеруемого слоя залежи t , наличие древесных включений во фрезеруемом слое /7 и др. В общем виде функциональная зависимость может быть представлена 7Л = f(OtB&nf,c р Г п) Попытаемся уменьшить число факторов. Из первых четы г г рех факторов, перечисленных выше, наиболее существенным является площадь поперечного сечения, так как она зависит от диаметра фрезы, высоты и площади сечения ножа (3.17). Пнистость зависит от качества подготовленной производственной площади» Длина фрезы принимается постоянной и по конструктивным соображениям во много раз превосходит величину подачи на нож Влияние факторов на характер заполнения полости между ножами различно. При выборе размеров полости необходимо исходить из условия формирования торфяных частиц, удовлетворяющих требованиям организованного расстила. Исходя из конструктивных соображений и размеров образуемых торфяных частиц нижний уро вень поперечного сечения полости принимается 140 мм с высо 2той ножа 4 мм, верхний уровень - 600 мм с высотой ножа 16 мм.

Прочность торфа на сдвиг и смятие по работам Л.С.Амаря-на [б ] зависят от степени разложения и влажности торфа Л.Н. Самсонов в работе [ill J показал, что с понижением влажности и степени разложения фрезеруемого слоя структурная прочность торфа возрастает, т.е. сила взаимодействия между частицами (сцепление, внутреннее трение) увеличивается. Однако, для залежей средней и высокой степени разложения на структурную прочность торфа большее значение оказывает влажность фрезеруемого слоя, чем степень разложения [б].

Для исследования характера заполнения полости используется монолит торфа с переменной влажностью фрезеруемого слоя от 74 до 82 %.

На деформируемость срезаемого слоя существенное влияние оказывает давление фрезы, которое зависит как от геометрических параметров фрезы, так и от приложенной нагрузки. Принимая постоянными геометрические размеры фрезы, величину давления можно изменить масоой фрезы. При выборе граничных условий необходимо исходить из общей массы, приходящейся на один погонный метр фрезы. По данным М.В.Мурашова [72], масса фрезера, достаточная для преодоления вертикальной составляющей силы реакции залежи на фрезу, составляет 70-200 кг/м.

Режим фрезерования характеризуется подачей на один нож. Подача определяет ширину частиц. С изменением подачи меняется степень измельчения фрезеруемого слоя. В соответствии с требованиями организованного расстила ширина частиц принята не более 20-25 мм.В целях выяснения характера влияния перечисленных параметров на заполнение полости проводится полный факторный эксперимент.

Математическая модель полного факторного эксперимента может быть представлена в следующем виде:

Уравнение функции четырехфакторного эксперимента имеет вид: Ь0+ $ + ...+44 -/ 2 + --- + ХЛгХэХц , (2.1) где 4t hi % Ьг Ьъ Ьь - коэффициенты регрессии.Для исследуемых факторов на основе изложенных выше рассуждений выбираются единицы варьирования, представленные в табл.2.1.Матрица планирования приведена в табл.2.2. При ее составлении учитывается то, что в эксперименте должны быть исчерпа

Подача фрезы, глубина фрезерования и высота микронеровностей

Подача. Величина подачи на нож является одним из основных параметров, определяющих размер торфяных частиц в рассти ле. Применительно к существующей технологии производства с механическим принципом сбора торфа (при двухдневных циклах) для обеспечения оптимальных условий сушки необходимо, чтобы средний размер частиц приближался к 10-15 мм и располагались бы частицы в 1,0-1,5 слоя по толщине расстила [9,I32J.

При фрезеровании СОФ размеры образуемых частиц расстила определяются высотой ножа и подачей фрезы на нож. Рассмотрим процесс резания торфа двумя смежными ножами с частотой враще- ния фрезы При числе ножей 2 в плоскости резания угол между ножами равен (/ н = 2ft/z. Тогда время поворота ножа составит t = 2&/(z(i ).

Величина подачи пропорциональна поступательной скорости фрезы и времени поворотаПодставляя выражение со -2 WQ/D в равенство (3.14), после преобразований получаемилит.е. подача пропорциональна шагу ножей и и обратно пропорциональна скоростному параметру Л .

Глубина фрезерования. Под глубиной фрезерования торфяной залежи понимается глубина слоя, разрабатываемая за один проход фрезы.

В конструкциях фрезеров, применяемых в промышленности, регулирование глубины фрезерования осуществляется экспериментально: подъемом (опусканием) фрезы относительно передних и задних опор с учетом их осадки в залежь. Глубина фрезерования уточняется по массе нафрезерованного торфа или толщине расоти ла.

Регулирование глубины фрезерования при работе СОФ осуществляется изменением ее окружной и поступательной скорости. Фреза имеет постоянное сечение полости между соседними ножами. Свободное одирание фрезы на залежь способствует полному заполнению полости торфомассой, которая формируется в частицы одинаковых размеров. Это обстоятельство позволяет рассчитать глубину фрезерования.

Площадь сечения полости определяетсягде р - радиус фрезы по формующим полостям; / - сечение ножа (задается конструктивно).Теоретическая глубина фрезерования СОФ при полном заполнении полости торфомассой без уплотнения пропорциональна сечению полости и обратно пропорциональна величине подачиПодставляя выражение (3.16) в равенство (3.18), находим

Как видно из полученного уравнения, глубина фрезерования свободно опирающейся фрезы регулируется скоростным параметром X t с увеличением которого глубина увеличивается.

Высота микронеровностей. При работе фрезы на подстилающей поверхности залежи остаются микронеровности, так как траектории режущих кромок двух соседних ножей пересекаются на некоторой выооте от уровня нижних точек их траектории. Высота микронеровностей (рис.3.2) определяется из уравнения траектории движения режущих кромок ножа. Подставляя в уравнение (3.2) значение абсциссы X c/zt получаем

Подставляя выражение (3.21) в равенство (3.20), после некоторых преобразований,определяем время пересечения траекторий двух смежных ножей ti — Подставляя выражение (3.22) в уравнение (3.2; и применяя формулы приведения,находим значение ординаты пересечения траекторий режущих кромок ножей

Подставляя выражение со— v0 /г в равенство (3.23), после преобразований, получимПодставляя Л = ZftrAzc) в равенство 3.24), находим ординату пересечения траекторийРасчетная высота микронеровностей определяется как разница между радиусом фрезы и ординатой пересечения траекторий

При фрезеровании торфяной залежи фактическая высота микронеровностей отличается от расчетной. Это отличие вызвано высотой ножа, давлением фрезы на залежь и прочностными свойства /I ,/%г-10Г?Рис.3.4. График определения глубины фрезерования и высоты микронеровностей в зависимости от подачи ми залежи. Однако фактическая высота микронеровностей не превышает высоты экскавируемого ножа.

На рис«3.4 представлены графики изменения глубины фрезерования и расчетной высоты микронеровностей в зависимости от подачи на нож. Графики построены по уравнениям (3.18) и (3.25) для фрезы диаметром 240 мм.

Точки пересечения графиков глубины фрезерования и высоты микронеровностей характеризуют критическую подачу ( С Р).Величина подачи в точке пересечения графиков определяется из уравнений (3.18) и (3.25), когда расчетная высота микронеровностей равна глубине фрезерования, т.е Подставляя выражение (3.15) в левую часть равенства (3.26), после преобразований получимБо избежание непрофрезеровывания слоя залежи фрезерование необходимо выполнять с подачами с скр .

Среднее давление фрезы на залежь

Для определения сил (нормальной и касательной, составляющих реакции залежи), действующих на фрезу, требуется найти значение величины давления фрезы на залежь.М.М.Танклевский предлагает рассчитывать среднее давление для Катковых опор по формуле [126]где & - вес, приходящийся на опорную поверхность, кто; К = 9,88-0,092 - модуль деформации поверхностного слоя залежи, кгс/см [44,123].

Изучение взаимодействия фрезы с залежью показало, что опорную поверхность фрезы при вращении можно рассматривать как поверхность гладкого катка. Для проверки возможности использования формулы М.М.Танклевского по определению давления под фрезой были проведены опыты на низинных торфах (торф I и 2, прил.2). Методика определения давления приведена в гл.2. В первой группе опытов изучалось изменение величины осадки фрезы при изменении влажности торфяного монолита (81, 76, 71 и 66 %) Под величиной осадки понимается высота вертикальной проекции контактной поверхности фрезы с залежью. По данным опытов (прил.З) на рис.4.10 представлены зависимости осадки фрезы (диаметр фрезы 240 мм) от влажности залежи и веса фрезы, приведенного к единице ее длины. Из графиков видно, что величина осадки пропорциональна весу фрезы и увеличивается с повышением влажности залежи.

Во второй группе опытов изучалось влияние диаметра фрезы на величину осадки. Опыты проведены с фрезами, диаметры которых составляли 130, 175, 240 и 305 мм, на торфяном монолите влажностью 76 %. По данным опытов (прил.4) на рис.4.II построены зависимости осадки фрезы (катка) от величины диаметра и веса, приходящегося на опорную поверхность. Из графиков видно, что величина осадки уменьшается с увеличением диаметра фрезы. Результаты обработки обеих групп опытов способствовали получению эмпирической формулы определения осадки фрезы (катка)где hoc" осадка фрезы (катка); Ш - влажность залежи, %; №4 - вес, приходящийся на опорную поверхность фрезы (катка) , Н; D и В - диаметр и длина фрезы (катка), м.

Выражение (4.9) справедливо при влажности залежи 66-81 % и диаметре фрезы 130-300 мм.Подставив выражение (4.9) в формулу для определения длины дуги сегмента, находим длину дуги контакта фрезы (катка) с залежью

Подставив выражение (4.10) в уравнение (2.6) и выполнив несложные преобразования, находим среднее давление, характеризующее нормальные напряжения под фрезой

Рис.4-.12. Сравнительные зависимости среднего давления под фрезой (катком) от веса, приходящегося на длину фрезы: I -зависимость по экспериментальным данным; 2 -зависимость, построенная по формуле М.М.Танклевского для тех же условий. виях, построена зависимость 2 по формуле М.М.Танклевского.

Построенные зависимости I и 2 среднего давления от веса, приходящегося на опорную поверхность фрезы (катка), подтверждают правильность выполненного эксперимента и возможность расчета давления под фрезой по формуле М.М.Танклевского (расхождение в расчетах составило б %, прил.5).

На глубину фрезерования, плотность частиц и сопротивление резанию влияет высота ножа. Определение рациональной высоты ножа выполнено экспериментально на торфе 1 5, прил.2, из условия наименьшего момента, приведенного к единице длины фрезы (удельного момента). Первоначально проведена серия опытов с гладким катком, т.е. с фрезой "без ножей" ( dH = 0). На рис. 4.13, по результатам опытов (прил.9) построен график изменения удельного момента от давления.

При обработке экспериментальных данных коэффициент корреляции между удельными моментом и давлением катка на залежь составил Г = 0,989+0,002.

Эмпирическая формула, описывающая результаты эксперимента, имеет видгде М0 - крутящий момент, приведенный к единице длины катка; р - давление рабочего органа на залежь, кПа.

Зависимость (4.12) позволяет определить момент, необходимый для преодоления сил трения под фрезой и вертикальной деформации (сжатия) слоя торфа без срезания стружки.

В дальнейших опытах гладкий каток заменялся фрезами с различной высотой ножа (Ьн = 2-16 мм). При постоянном режиме фрезерования (1 = 1,8;Д =2,0) определялись момент на валу

Похожие диссертации на Обоснование параметров свободно опирающейся фрезы для добычи торфа поверхностно-послойным способом