Chương 3 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
3.2. Động lực học của lưỡi đào
3.2.1. Quá trình làm việc của lưỡi đào
Nhiệm vụ của lưỡi đào trong máy thu hoạch khoai là đào được lớp đã có chứa củ, làm tơi vỡ một phần lớp đất đó và chuyển sang tồn bộ đất củ sang bộ phận phân ly. Yêu cầu đối với bộ phận đào là chi phí năng lượng trong quá trình làm việc nhỏ, khả năng thoát tải (chuyển tải) cao khơng có hiện tượng ùn tắc.
34
Để nghiên cứu các thơng số hình học của lưỡi đào đặc biệt là góc đặt lưỡi α có thể khảo sát chuyển động của một nêm tam giác (hình 3-2) trong mơi trường đất [Nguyễn Bảng]
Khi nêm tịnh tiến theo phương ngang từ phải qua trái theo quá trình diễn ra như sau:
Giai đoạn 1: nêm đi được một độ dài ds đất bị nén ép lại theo phương aa’ vng góc với mặt nêm. Trong giai đoạn này mặt nêm chịu một lực cản (áp lực của đất) cũng theo hướng aa’. Lực cản này phụ thuộc rất nhiều vào góc α. Góc α càng nhỏ lực cản này càng nhỏ và ngược lại
Giai đoạn 2: nêm tiếp tục di chuyển đến cuối giai đoạn 1, đất bắt đầu xuất hiện vết nứt. Theo Goriaskin [2] vị trí của vết nứt ở đầu nêm, phương của vết nứt hợp với phương ngang một góc theo cơng thức:
2 2 ' (3.1)
Trong đó: α là góc nghiêng của mặt nêm, và ’ là góc ma sát của đất với mặt nêm và góc nội ma sát giữa các lớp đất. Trong giai đoạn 2, đất được trượt trên mặt nêm lên phía trên nhờ sự dồn ép của lớp đất phía dưới. Ở giai đoạn 2 lực cản là tổng hợp từ các thành phần: trọng lượng của lớp đất nằm trên nêm, lực ma sát giữa lớp đất với mặt nêm và lực cản động lực học của khối đất [Nguyễn Bảng]
Giai đoạn 3: khi đất được nâng lên một độ cao h, trọng lượng của khối đất đủ khả năng phá vỡ sự liên kết của khối đất phía dưới làm mất khả năng dồn ép của lớp đất tiếp theo. Khi đó lớp đất phía trên tự rơi xuống theo trọng lượng người ta gọi hiện tượng này là hiện tượng tụt lỡ.
Quá trình nghiên cứu cho thấy độ cao h phụ thuộc rất nhiều vào cơ lý tinh, độ ẩm của đất, độ đào sâu lớp đất. Đất càng tơi xốp, độ ẩm càng nhỏ, độ sâu càng mỏng thì độ cao h càng nhỏ nghĩa là hiện tượng tụt lỡ càng dễ xảy ra.
35