Chương 3 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
3.2. Động lực học của lưỡi đào
3.2.2. Ảnh hưởng của góc đặt lưỡi đến q trình làm việc
Lưỡi đào (17 hình 3.1) lắp phía trước máy thu hoạch khoai lang. Khi làm việc nó có nhiệm vụ đào để phá vỡ kết cấu luống khoai và di chuyển đất với khoai, rễ khoai trên bề mặt lưỡi đến bộ phận cào để hất vào bộ phận dũ.
Góc đặt lưỡi đào ảnh hưởng lớn đến đặc điểm tác động của lưỡi vào luống khoai. Ta xem xét sự làm việc của lưỡi đào ABC (hình 3.2)
Hình 3.2 - Lực tác dụng lên phần tử đất khi tiếp xúc với lưỡi đào
Gọi lực tác dụng của lưỡi đào vào đất theo phương vng góc với bề mặt làm việc là lực pháp tuyến N. Phân tích lực pháp tuyến N tác động lên phần tử đất m thành 2 thành phần P và T theo 2 phương: Phương chuyển động của lưỡi và phương song song với mặt phẳng làm việc AB .
Ngoài lực pháp tuyến N, lưỡi đào còn tác động lên phần tử m lực ma sát F. Tổng hợp lực pháp tuyến (N) và lực ma sát (F) ta được hợp lực tổng hợp (R) lệch so với phương pháp tuyến N một góc ma sát
F N
R (3.2)
Phân tích q trình làm việc của lưỡi đào phụ thuộc vào góc cắt trước (góc đặt), có hai chế độ làm việc như sau:
- Phần tử đất m vừa chuyển động cùng với lưỡi vừa chuyển động trên bề mặt lưỡi (AB).
36
- Phần tử đất m chỉ chuyển động cùng lưỡi đào mà không trượt trên bề mặt lưỡi (AB).
Để lưỡi đào làm việc theo chế độ đầu thì lực T phải lớn hơn lực ma sát tối đa giữa đất và bề mặt làm việc, nghĩa là:
T > Fmax = N.tg (3.3) Hay N tg(
2 ) > Ntg
2 > <
2 (3.4) Như vậy khi
2 thì m sẽ khơng trượt trên mặt phẳng AB mà chỉ chuyển động cùng với mặt phẳng AB.
Kết quả nghiên cứu [Nguyễn Bảng] đi đến kết luận góc đặt lưỡi α trên máy đào củ càng có lợi về chi phí năng lượng đồng thời tăng khả năng thốt tải, khơng thể giảm góc α đến mứt q nhỏ vì yêu cầu lưỡi phải nâng được hỗn hợp đất cứ một độ cao cần thiết để có thể chuyển lên bộ phận phân ly ở phía sau. Thế vào đó khi góc α q nhỏ sẽ nảy sinh lực ma sát giữa lưỡi với đáy luống dẫn đến tăng lực cản. Theo tài liệu [Nguyễn Bảng] nên chọn góc α trong giới hạn từ 100 đến 200.