4.5. Згин групи рослинних матеріалів

 

При роботі сільськогосподарських машин часто може мати місце згин групи паралельно вкладених стебел у поздовжній або поперечній площинах, а також згин довільно розташованих матеріалів. Такі деформації відбуваються при впливі пальців конвеєрів на стебла, що транспортуються, при підйомі з поля підбирачем стрічки з паралельно вкладених стебел, при підйомі з поля підбирачем валків зернових, а також при виконанні вантажно-розвантажувальних робіт із сіно-соломистими матеріалами. Схеми згину матеріалів представлені на рис. 4.51.

При згині групи паралельних стебел, консольно закріплених за схемою на рис. 4.51, а, значною мірою повторюється явище, представлене на рис. 3.44; різниця тут у тім, що число стебел більше 1, і при їхньому відгині на взаємодіючих (контактуючих) поверхнях стебел діють сили тертя. Необхідна для згину стебел на кут ψ сила Р залежить не тільки від відстані а і жорсткості стебел, але і від сил тертя, що виникають на поверхнях дотикання стебел.

Якщо група паралельно вкладених стебел знаходиться в площині, їм паралельної, за схемою на рис. 4.51, б і згинається під дією сили Р_и, то значною мірою повторюється явище, представлене на рис. 3.43, б;  різниця лише в тому,  що кількість стебел більше 1, а також у тому, що при прогині стебел у просторі між опорами на взаємодіючих (контактуючих) поверхнях цих стебел діють сили тертя, унаслідок чого явище ускладнюється. Так само, як при розгляді явища на рис. 3.43, б, визначається залежність сили Р_и, що викликає злам стебел, від відстані між опорами А, так і в даному випадку необхідно знати залежність сили Р_и, що викликає злам групи рослин, від відстані А.   Якби не сили тертя, що діють

а               б             в                 г

Рис. 4.51. Схеми згину групи рослинних матеріалів: а, б і в – згини груп паралельно вкладених матеріалів; г – згин групи довільно вкладених матеріалів

 

на поверхнях контактуючих стебел при їхньому згині, то можна було б при визначенні сили Р_и для групи стебел з однаковими властивостями чинити опір згину користуватися даними, наведеними в п. 3.5 для одиничного стебла, і помножити силу Р_и для одиничного стебла на кількість стебел, але через наявність сил тертя такий розрахунок справедливий лише з відомим наближенням; якщо ж у групи стебел властивості кожного з них чинити опір згину різні, то сили Р_и по кожному стеблу сумуються, але розрахунок цей наближений, тому що не враховані сили тертя, про які ведеться вище.

При згині групи паралельних стебел у площині, їм перпендикулярній (рис. 4.51, в), під дією згинального моменту М_и відбувається поворот однієї частини групи стебел відносно іншої. Проведені досліди показали, що така деформація шару матеріалів товщиною до 20 см здійснюється при невеликих значеннях згинального моменту.

Також при невеликих значеннях моменту М_и здійснюється поворот (згин) однієї частини шару довільно розташованих рослин відносно іншої частини шару на кут ψ (рис. 4.51, г), якщо товщина шару менша 20 см, а ширина шару менша 1 м. При товщині і ширині шару більше відповідно 20 см і 1 м необхідне для згину значення моменту М_и збільшується.

Слід зазначити, що на положення стебел при їхньому згині за схемами, зображеними на рис. 4.51, в і г, впливає не тільки значення моменту М_и, але й власна вага стебел.

Дослідження явища післядії при згині групи матеріалів може проводитися на різних приладах; на рис. 4.52 показане дослідження релаксації моментів при згині стебел льону на раніше описаному приладі (рис. 3.42). За результатами проведених дослідів установлено, що закономірності при релаксації напружень і I стадії повзучості у зігнутих груп стебел принципово такі ж, які представлені на рис. 3.39, а і б; різниця тільки в тому, що на одній осі ординат рис. 3.39 замість М_к відкладається М_и, а на іншій осі ординат замість φ відкладається кут ψ згину стебел. Справедливі також для даного випадку й отримані раніше залежності (3.52), (3.53), (3.54), (3.55), (3.56), (3.57), (3.58), (3.59), (3.60), що описують падіння моментів і ріст кутової деформації у зігнутих рослин.

 

 

Рис. 4.52. Дослідження релаксації моментів при згині групи стебел льону

 

Обробкою за наведеними формулами результатів дослідів зі згину груп стебел встановлено, що релаксація моментів при згині групи стебел льону (50 шт.) вологістю 14 % і  з середнім діаметром 1,2 мм мала місце від моменту , рівного 0,46 Н×м, до моменту М_ик, рівного 0,41 Н×м, час t_к був рівним 16,0 годинам,  було – 0,01 Н×м×год^-1, а показник χ_р дорівнював 1,12.