Дисковая фреза

Дисковая фреза – широко применяемый орган разрушения пород, который используется в мобильных машинах для добычи кускового торфа, нарезки строительного камня, устройства дрен и коммуникационных каналов По такому же принципу работают цилиндрические фрезы, барабаны и т.п.

Расчетная схема прицепного машинно-тракторного агрегата с исполнительным органом в виде дисковой фрезы приведена на рис. 2.1.

При разработке математической модели учитываются мощности:

– на разрушение породы N ₁ (по формулам 1.4 и 1.5);

– на сообщение разработанной породе кинетической энергии N ₂ (формула 1.13);

– на подъем породы

, кВт (2.1)

– на перемещение агрегата

, кВт, (2.2)

где – угол контакта фрезы с залежью;

D – диаметр фрезы по концам резцов, м;

H – глубина разрабатываемого слоя породы, м;

– окружная сила сопротивления резанию, Н;

–сила сопротивления подаче, Н;

k_n – коэффициент пропорциональности;

– производительность по ходу, м³/с;

В – ширина захвата, м.

ϑ п

а)

б)

Рисунок 2.1– Расчетная схема прицепного агрегата с исполнительным
органом в виде дисковой фрезы а) вид сбоку; б) сечение выработки

1 – резец, 2 – дисковая фреза, 3 – рама, 4 – тягач;
5 – направляющий кожух

При определении удельных затрат мощности на разрушение породы средняя толщина стружки, снимаемая резцами фрезы

, м,

где – максимальная толщина стружки, снимаемой резцами фрезы;

w – угловая скорость вращения фрезы, рад/с;

z – число резцов на фрезе.

Приведенные зависимости для вычисления мощностей, потребляемых машиной при выполнении рабочего процесса, дают возможность сформировать уравнение баланса мощности в общем виде

, (2.3)

где k_N – коэффициент запаса мощности.

Для формирования уравнения баланса производительности используем формулу, с помощью которой находится производительность такой фрезы

, (2.4)

где k_V – коэффициент заполнения рабочего пространства;

k_p – коэффициент разрыхления породы исполнительным органом;

d – диаметр диска фрезы.

Так как , то легко формируется уравнение баланса производительности

, (2.5)

где k_Q – коэффициент запаса производительности.

Уравнения (2.3, 2.5) могут быть использованы для решения различных задач при создании и эксплуатации мобильных технологических машин с исполнительными органами, содержащими дисковые фрезы. В настоящей работе ставится задача определить такие значения ϑ _n и w, при которых соблюдается уравнение (2.5) и полностью используется мощность двигателя (2.3).

Совместное решение уравнений (2.3, 2.5) позволяет решить поставленную задачу одним из способов решения систем нелинейных уравнений при значениях исходных данных, приведенных в таблице 1 приложения.