К расчету ножа пробоотборника

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 621. 8:62. 21
К РАСЧЁТУ НОЖА ПРОБООТБОРНИКА
СИ. СТАРОВОЙТОВ, ВН. БЛОХИН, Н.Н. ЧЕМИСОВ ФГОУ ВПО & quot-Брянская государственная сельскохозяйственная академия& quot-
Осуществлен расчет величин и характера распределения напряжений, деформаций и перемещений по поверхности ножа пробоотборника, предназначенного для взятия почвенных образцов ненарушенной структуры.
Существуют различные способы определения упругой деформации почвы. К одному из способов относится метод динамического нагружения, при котором не возникают пластические деформации. Известна также установка для проведения подобных исследований [1].
Для получения частоты собственных колебаний, а затем и для определения модуля упругости первого рода, необходимы почвенные образцы ненарушенной структуры, у которых соблюдается следующее соотношения геометрических параметров: / & gt- 2,5d.
С учётом вышеизложенного, был сконструирован и изготовлен пробоотборник (рис. 1), где в качестве ножа использовался разрезанный надвое цилиндр из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Кольцевой нож из двух половинок, который имеет верхнюю и нижнюю кромку и две боковые грани, что обеспечивает беспрепятственное освобождение почвенного образца (рис. 2).
_ 2
•. -
а u L г п } 0 1


Рис. 1. Пробоотборник
Пробоотборник включает нижние 1 и верхнее 2 основания, связанные между собой стойками 3. В нижнем основании 1 вмонтирована втулка для обеспечения радиальной
устойчивости разрезанного надвое цилиндрического ножа 4. Заглубление ножа осуществляется с помощью винтового домкрата 5, усилие которого передаётся на рабочий орган с помощью шайбы 6. Сделанная в шайбе 6 концентрическая проточка также обеспечивает устойчивость ножа в радиальной плоскости.
Рис. 2. Почвенный образец
После многократных испытаний при абсолютной влажности среднесуглинистой почвы в пределах 8−10% и твёрдости 6 МПа была отмечена деформация режущей кромки и прилегающей области с нарушением цилиндричности и пересечением краёв режущих элементов.
С цёлью определения целесообразной зоны термической обработки для повышения надёжности в работе, нами были проделаны расчёты в программе APM Winmachine в трёхмерном редакторе «Компас-3DV12».
Предварительным этапом расчёта является процедура закрепления и нагружения ножа. В данном случае верхняя кромка ножа находится в условиях жёсткой заделки. Нижняя кромка перемещается в трёх направлениях, боковины ножа зафиксированы в направлении оси X иУ (рис. 3), но имеют возможность перемещения в направлении оси Z. Нижняя кромка нагружена усилием 2500 Н в направлении оси Ъ.
X
Рис. 3. К выбору координатных осей При генерации сетки максимальная длина элемента составила 5 мм, максимальный коэффициент сгущения сетки на поверхности — 1, коэффициент разряжения в объёме — 1,5. Число конечных элементов составило 4701, узлов 1664. Результатом выполнения статического расчёта является величина и характер распределения напряжений, деформаций и перемещений по поверхности ножа.
Максимальная величина напряжений составила 80,98 МПа с их локализацией у режущей нижней кромки. У краёв контура величина напряжений снижается. Величина напряжения на верхней кромке в два раза меньше. В результате анализа деформаций в направлении осей Х, У, Ъ установлено, что максимальная относительная деформация режущей кромки протекает в направлении оси Ъ, что соответствует и максимальным перемещениям в данном направлении.
В тоже время для режущей кромки и для небольшого участка, прилегающего к ней, характерны деформации и перемещения в направлении оси Х (рис. 4), которая и приводит к нарушению цилиндричности.
О АПМ
0. 492 I 0. 4 609 I 0. 4 297 0. 3 986 0. 3 675 0 3 363 0 3 062 0. 2 741 0. 2 429 0 2 118 0. 1 807 0 1 495 ¦ I 0. 1 184 0. 8 728
и 0. 5 615 0 2 502
Рис. 4. Перемещения в направлении оси X
С учётом вышеизложенного, с целью повышения надёжности ножа пробоотборника, необходимо провести закалку режущей кромки и участка прилегающей к режущей кромке, длиной 30 мм.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кушнарев, А.С. К методике определения модулей упругости и сдвига почвы / Сборник научных трудов молодых ученых Мелитопольского института механизации сельского хозяйства. — Мелитополь: 1968 г. — С.3.
ABOUT CALCULATION FOR SOIL SAMPLER
S I. STAROVOITOV, V.N. BLOKHIN, NN. CHEMISOV The Bryansk State Agricultural Academy
Calculation of values and nature of tension emergence, distortions and movement on the surface of a flade of the soil sampler intended for taking soil samples of non-stratified structure was made.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой