ВИЗНАЧЕННЯ ФОРМИ ПРУЖНОЇ ОСІ S-ПОДІБНОГО СТОЯКА КУЛЬТИВАТОРНОЇ ЛАПИ

Анотація

При обробітку ґрунту на культиваторну лапу діє сила спротиву її переміщенню. Вона є змінної величини і викликає момент сили, прикладений до стояка лапи. Під дією моменту пружна вісь стояка змінює свою форму. Це впливає на положення лапи у ґрунті. Розглянуто форму S-подібного стояка, пружна вісь якого складається із двох дуг кіл однакового радіуса. При роботі культиватора одна частина стояка згинається, збільшуючи кривину пружної осі, а інша навпаки, розгинається, тобто її кривина зменшується.

В основу моделювання форми пружної осі стояка лапи покладено положення теорії опору матеріалів, згідно якого кривина пружної осі консольно защемленої смуги прямо пропорціональна прикладеному моменту і обернено пропорціональна її жорсткості. Якщо форма поперечного перерізу стояка по всій його довжині є незмінною і властивості металу теж однакові, то жорсткість є сталою. При невеликих прогинах смуги застосовують лінійну теорію згину, однак у стояка прогини значні, тому для цього випадку застосована нелінійна теорія. При цьому береться до уваги, що пружна вісь стояка уже має початкову кривину.

Якщо консольно защемлену прямолінійну смугу згинати силою, яка прикладена перпендикулярно до її вільного кінця, то смуга згинатиметься. При її деформації сила залишається перпендикулярною до кінця смуги, хоча в нерухомій системі координат вона змінює свій напрям. Така сила називається слідкуючою. При роботі культиватора виникає сила, яка прикладена до лапи. Складову цієї сили, перпендикулярну до кінця стояка і яка передається до нього від лапи, вважатимемо слідкуючою.

Для моделювання форми пружної осі S-подібного стояка лапи окремо розраховувалася деформація дуг кіл, які утворюють цю лапу. Момент сили в поточній точці пружної осі стояка розраховувався, як добуток слідкуючої сили, прикладеної до стояка в точці кріплення до лапи, на відстань, якою є довжина пружної осі від цієї до поточної точки на стояку. Для знаходження форми деформованих пружних осей обох частин стояка застосовувалися чисельні методи інтегрування. Потім їх з’єднували в одне ціле і отримували деформовану пружну вісь S-подібного стояка.