Развитие поверхности плоского клина в криволинейную поверхность.

Действие на почву рабочих органов почвообрабатывающих машин можно представить как воздействие на нее клина.

Различают плоский и криволинейный клин, т. е. рабочие поверхно­сти которых соответственно плоскость или криволинейная поверхность.

Плоский клин. В зависимости от количества рабочих плоскостей (граней) плоский клин бывает одно-, дву- и трехгранный.

В одногранном, или простом, клине (рис. 4, а) рабочей гранью является плоскость АВ, установленная под углом а к горизонту. Другая плоскость АС - нерабочая и действия на почву не оказывает.

Двугранный клин BAD (рис. 4, б) имеет две рабочие грани АВ и AD. Этот клин может рассматриваться как совокупность двух про­стых клиньев, у которых рабочие грани установлены под углами а и си к горизонту. При α₁ = 0 грань AD совпадает с гранью АС, которая явля­ется опорной плоскостью клина ВАС.

Трехгранный клин представляет собой тетраэдр ABCD (рис. 4, б). В общем виде он имеет три рабочие грани ABC, ABD и ACD. B частном случае рабочей гранью служит лишь одна ABC (рис. 4, г), а грани ABD и ADC могут быть опорными плоскостями. Для указанного случая необходимо условие, чтобы одно из ребер, например AD, совпа­дало с направлением движения. Этот же клин можно представить как косо поставленный простой. Поэтому трехгранный клин часто носит на­звание косого клина. Он характеризуется тремя углами α;, β; и γ;.

Рассмотрим значение каждого угла на примере простого клина (рис. 5).

У клина с углом α;(рис. 5, а) ребро АС установлено перпендикуляр­но направлению движения, оно подрезает пласт почвы в горизонтальной плоскости, а рабочая грань поднимает его на себя. Пласт почвы изгиба­ется и при недостаточной связности крошится.

Нижнее ребро CD клина с углом β (рис. 5, б) совпадает с направле­нием движения, его рабочая плоскость наклоняет пласт в направлении, перпендикулярном движению, что способствует оборачиванию пласта.

У клина с углом γ; (Рис- 5, в) ребро АВ перпендикулярно горизон­тальной плоскости. Пласт почвы под воздействием рабочей плоскости этого клина сдвигается в сторону. Таким образом, в зависимости от по­ложения рабочей грани простого клина по отношению к горизонтальной плоскости и направлению движения, характеризуемое углами α;, β; и γ; получаем различное действие клина на почву.

Воздействие на почву трехгранного клина можно представить как действие трех простых клиньев с углами α;, β; и γ;.

Построим клин ОВАА'СС (рис. 6) с углом α;, обеспечивающий под­резание и подъем пласта. На сторонах OB, OA и ОС построим клин ОВСА'АВ' с углом β;, наклоняющий пласт вбок. И наконец, по тем же сторонам построим клин ОАСС'ВВ' с углом γ;, сдвигающий пласт в сто­рону. Соединив точки А, В и С сплошными линиями, получим трехгран­ный клин ОАВС с теми же углами α;, β; и γ;.

Таким образом, при движении трехгранного клина пласт подрезает­ся, поворачивается и сдвигается в сторону, так же как и при последова­тельном воздействии трех простых клиньев.

 

Криволинейный клин. Такой клин более интенсивно действует на поч­ву. У него углы α;, β; и γ; не постоянны, а изменяются в определенных пре­делах.

При воздействии на почву плоского клина, например с углом а, пласт деформируется при переходе на рабочую грань. В дальнейшем, пере­мещаясь по плоской грани, он не получает дополнительного воздействия со стороны клина. Для более интенсивного воздействия клина на пласт необходимо на пути его перемещения по клину с гранью АА₁ и углом α; (рис. 7, а) поставить новый клин, у которого рабочая грань А₁А₂ поставлена под углом α₁ большим, чем α;, затем — клин с гранью А₂ А₃ и углом углом α₂ большим, чем α₁, и т. д. Многократное последовательное нара­щивание начального клина приведет к образованию многогранной поверх­ности AA₁A₂A...A_n. Для непрерывного деформирования пласта при дви­жении по поверхности клина нужно воспользоваться криволинейной по­верхностью АВ₁В₂...В_п, вписанной в многогранник AA₁A₂A...A_n (рис. 7, б). Так образуется криволинейный клин.

У криволинейного трехгранного клина углы α;, β; и γ; должны непрерывно изменяться. Деформирующие свойства криволиней­ной поверхности зависят от характера изменения указанных углов. Так,, например, крошащая способность криволинейной поверхности растет с увеличением углов α; и γ;.

Рабочие органы почвообрабатывающих машин бывают с плоскими, цилиндрическими, цилиндроидальными и винтовыми поверхностями..