Плуги с пневмогидравлическими системами защиты корпусов
Современные высокопроизводительные плуги, безаварийно работающие на почвах, засоренных камнями, должны иметь пневмогидравлические устройства для индивидуальной защиты корпусов. Основные узлы такой системы – корпус, грядиль, связанный системой рычагов со штоком, поршень и газогидроаккумулятор. До встречи корпуса плуга с препятствием за счет энергии запряженного пневмогидроаккумулятора обеспечивается постоянная глубина вспашки. Условие равновесия корпуса плуга;
М= Fh 0 = πd2p1h0/4=Rl0+Ne – Gr0 – M тр,
где F – сила на штоке гидроцилиндра; d – диаметр плунжера (поршня) гидроцилиндра; р – давление в полости гидроцилиндра; R – тяговое сопротивление корпуса плуга; G – сила от веса корпуса и находящейся на нем почвы; N – реакция упора Д; l 0, e, r 0, h 0 – плечи приложения сил; М тр – момент, создаваемый силами трения в шарнирах. Сила сопротивления корпуса плуга R изменяется в широких пределах вследствие непостоянства физико-механических свойств почвы, а при встрече с препятствием возрастает в два раза и более, в этом случае срабатывает предохранители. Сила R, приложенная к носку корпуса и направленная горизонтально с плечом l0, выглубляет корпус, который обходит препятствие, вытесняя рабочую жидкость плунжером из гидроцилиндра в пневмогидроаккумулятор, и сжимает газ. Сжатие газа представляет собой политропный процесс, который может быть описан уравнением;
где s и s max – текущее и максимальное перемещение плунжера; р 1 и р 2 – текущее и расчетное давление в пневмогидроаккумуляторе; χ = 1…1,4 – показатель политропы сжатия; V 1 – объем газа.
После обхода препятствия корпус плуга заглубляется, так как сопротивление значительно уменьшилось и текущее значение момента, создаваемого гидроцилиндром предохранителя, превышает момент сопротивления. При заглублении корпуса происходит расширение газа, представляющее собой политропный процесс. Пневмогидроаккумулятор используют в качестве накопителя энергии, который периодически необходимо заряжать. При изотермическом процессе зарядки и разрядки давление предварительной зарядки должно соответствовать минимальному рабочему давлению в системе, а камера аккумулятора должна быть полностью освобождена от рабочей жидкости. Давление предварительной зарядки пневмогидроаккумулятора:
где р зар, р раз – давление в конце зарядки и в конце разрядки; k = 1,4 – показатель адиабаты. Объем газа в пневмогидроаккумуляторе при рабочем давлении р 2:
V г = ∆ V- (p 2 / p min)1/k,
где ∆ V – приращение объема жидкости в аккумуляторе; p min – минимальное давление в процессе работы.
|
,
