2. Mục tiêu của đề tài
2.12.2. Lực cản máy thu hoạch khoai tây
Lực cản làm việc của bộ phận công tác bao gồm các thành phần: lực ma sát giữa bộ phận đào, sàng với đất; lực cản do biến dạng của đất; lực cản do chi phí năng lƣợng để nâng khối đất lẫn khoai lên sàng phân loại. Lực cản làm việc phụ thuộc chủ yếu vào kết cấu và tình trạng kỹ thuật của bộ phận công tác, các tính chất cơ lý của đất và tình trạng bề mặt nền, độ sâu và bề rộng làm việc, tốc độ di
51
chuyển của LHM…vv.
Lực cản máy công tác, lực cản lăn phụ thuộc vào nhiều yếu tố mang tính ngẫu nhiên, việc xác định giá trị của chúng thƣờng đƣợc thực hiện bằng thực nghiệm. Trong tính toán có thể sử dụng các công thức thực nghiệm Goriatskin để xác định lực cản làm việc:
Pm= fm Gm + Kc Bh + εBhv2 (2.45)
Trong đó:
- Pm: lực cản máy công tác
- Fm: hệ số ma sát giữa đất và bộ phận làm việc - Gm: Trọng lƣợng máy thu hoạch
- Kc: lực cản riêng của đất
- B, h, v: bề rộng, độ sâu và vận tốc làm việc - ε: hệ số tỷ lệ
Các hệ số fm, Kc và ε đƣợc xác định bằng thực nghiệm. Giá trị của chúng phụ thuộc vào kết cấu bộ phận làm việc (vật liệu, trạng thái bề mặt, góc đặt lƣỡi đào…), tính chất của đất và trạng thái chuyển động của máy.
Các thành phần vế phải công thức 2-49 thể hiện khá đầy đủ bản chất quá trình làm việc của máy thu hoạch khoai. Thành phần fmGm liên quan đến ma sát, Kc Bh là thành phần lực cản sinh ra do biến dạng, cắt và phá vỡ đất, εBhv2
lực cản sinh ra do tác động dịch chuyển và xáo trộn khối đất.
Để đơn giản hóa việc tính toán có thể sử dụng công thức sau:
Pm= K hα bβ (2.46) Trong đó: - K, α, β là các hệ số thực nghiệm - b, h: kích thƣớc khối đất Hoặc sử dụng công thức: Pm= K B h (2.47) Trong đó: - K: lực cản riêng của đất
52
- B, h: bề rộng và độ sâu làm việc của máy thu hoạch
Thành phần lực cản riêng của đất là thông số phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ tính chất cơ lý đất, độ sâu, bề rộng và vận tốc làm việc của LHM. Bằng các tính toán và đo đạc tực nghiệm, đã xác định một số quan hệ của lực cản riêng với các thông số ảnh hƣởng.
Quan hệ phụ thuộc vào vận tốc chuyển động
K = K0 + ε1v + ε2v2 (2.48)
Trong đó: K0, ε1, ε2 là các hệ số hồi quy
Theo ** các hệ số hồi quy có thể xác định một cách tƣơng đối nhu sau: - Với K0= 46-60 KN/m2 thì ε1 = 0, ε2 = 3-4
- Với K0 > 60 KN/m2 thì ε1 = 0, ε2 = 4-5
Lực cản riêng của máy đào khoai cũng có thể đƣợc xác định theo công thức: 100 ) ( 1 1 1 c K v v K K (2.49) Trong đó:
- K1: lực cản riêng máy đào khoai khi vận tốc v1 = 1.1 – 1.4 m/s - v: vận tốc bất kỳ m/s
- ΔKc: độ gia tăng lực cản riêng khi vận tốc tăng lên 1 m/s ΔKc = 11-18 % khi K1= 45-60 KN/m2
ΔKc = 18-25 % khi K1>60 KN/m2
- Cân bằng lực kéo
Từ sơ đồ lực trên hình 2.15 có thể viết phƣơng trình cân bằng lực: Pk = P Gsin Pj + Pm (2.50) trong đó: Pm - lực cản kéo ở móc.
Trong công thức (2-48) dấu (+) hoặc () trƣớc G thuỳ thuộc chuyển động lên dốc hoặc xuống dốc, còn dấu (+) hoặc () trƣớc lực quán tính Pj sẽ tuỳ thuộc chuyển động nhanh dần hoặc chậm dần.
53
lên. Khi đó tổng mất mát công suất sẽ tăng lên và độ trƣợt có thể là yếu tố ảnh hƣởng lớn nhất.
Trong thực tế khó có thể phân biệt đƣợc mức độ ảnh hƣởng của độ trƣợt và của lực cản lăn vì hai thông số này có ảnh hƣởng lẫn nhau . Khi tải trọng kéo tăng sẽ làm tăng độ trƣợt, đồng thời tăng ma sát trong bộ phận di động. Do đó lực cản lăn và độ trƣợt sẽ đồng thời tăng khi tải trọng tăng