Hình 2 .9 Hệ tọa độ tính tốn ứng suất trong lòng đất khi chịu tải tập trung
Hình 2.11 Phân tích xung lực tác dụng lên trục đĩa khi cắt kéo văng đất
Khi dao cắt thực hiện cắt kéo văng đất, xung lực xuất hiện với thời gian τ rất ngắn. Nếu gọi lực va chạm là N thì xung lực
τ
S = ∫ N dt = Ntb .τ
0
, (N.s).
=> , (N) (2.52)
Đại lượng Ntb được gọi là lực va chạm trung bình, có giá trị bằng S
τ và có hướng vng góc với bán kính OA theo chiều ngược với chiều quay của trục đĩa.
Theo tính tốn ở (2.16), (2.30) và (2.31) có được : Ntb = Pc + Pkv (2.53) do đó : N = P + P = P + bω S (2.54) tb c kv c πb − h
Trong đó: b – khoảng cách OA cho bởi công thức (2.41); h – độ sâu nhát cắt đất;
Pc - lực cắt đất cho bởi (2.16);
Skv xung lượng kéo văng đất, cho bởi (2.30); ω – vận tốc quay không đổi của đĩa, (rad/s).
Lực va chạm này tác động lên ổ trục dao cắt, nên tại ổ trục dao cắt sẽ có phản lực liên kết có giá trị cũng bằng Ntb và có hướng vng góc với OA, cùng chiều với hướng quay của trục dao cắt.
Hợp hai phản lực trên cho ta phản lực tổng hợp của ổ trục dao cắt lên thanh dao cắt. Do hai phản lực vng góc với nhau, nên lực tổng hợp sẽ có trị là:
PT = (2.55)
Chú ý rằng do tính đối xứng trục của các dao cắt quanh trục đĩa nên khơng có lực và mơ men khác tác động lên ổ trục đĩa.
Cơng thức tính lực va đập của dao cắt lên trục dao cắt:
1) Khi dao cắt chưa cắt đất : p
=M ωkv 2 R + L , (N) q B 2 đơn vị tính : R, L (m) ; MB , (kg)
2) Khi dao cắt cắt kéo văng đất: + Tính :
Ntb = Pc πb − bω h
Skv; (Pc theo (2.16) , Skv theo (2.30)) + Tính tổng hợp lực của búa tác động lên trục đĩa:
PT = , (N)
2.4.3.3. Biểu diễn Fourier hàm xung lực va đập lên trục đĩa
Do trục máy quay đều, nên các xung lực được tạo ra có tính chu kỳ. Nếu máy có n trục dao cắt và trục máy quay với vận tốc ɷ (rad/s) thì chu kỳ của xung lực sẽ là : T = 2π
nω
, (s). Trong đề tài này số trục dao cắt n = 2.
Thời gian có xung lực xảy ra rất ngắn, nó bằng thời gian mà dao cắt đất văng qua góc cắt văng đất β (hình 2.11).
Khoảng thời gian có xung lực là τ sẽ là τ =
β ω