2、切割过程分析.pptVIP

2、切割过程分析（1） *农业上切割的例子 犁铧，耙片、旋耕刀、除草铲、割刀，铡草（切碎、剪毛）刀片等。 切割过程： 动刀运动→接触物料→刃口对物料施加局部应力→切开→推挤→把物料分开 切割过程分析（2） 切割过程 往复式切割器动画（10秒） 切割过程分析（3） *搞清切割过程分析应涉及的主要方面 1、切割部件 2、被切割物料的切割特性 3、切割部件与被切割物料间的关系 a、相对位置 b、相对运动方向 c、相对速度等 切割过程分析（4） *切割部件 几何组成：两面楔加以r为半径的内切圆。 刃口厚度：用r为半径的内切圆表示 分析： r ↓ →刃口锋利→切割阻力 ↓ →强度 ↓ → 折断磨损↑ → 寿命↓ 正确处理好降阻与寿命的关系 《自磨锐》的引入分析 自磨锐问题 摩擦磨损是无法避免的自然现象，通常人们从加强润滑和提高耐磨性两方面来减轻磨损，延长工件寿命。 刀片磨损断面图 自磨锐问题 自磨锐是刀具作业时，被割物料对两个刃面产生不同的磨损，让厚度适当的刃尖突出于前沿，较长时间保持较锋利的切割，这一效果称自磨锐。 自磨锐是刀具作业时在磨料磨损作用下表现的独特效果。 自磨锐是巧妙运用磨料磨损规律，引导矛盾向有利方面转化的结果。 切割副工作示意图 切割过程分析（5） *被切割物料的切割特性 1、与切割有关的阻力和系数 割断阻力（切割）、折断阻力、抗弯阻力 摩擦系数、弹性模数 影响上述因素的方面有：种类、品种、成熟度、湿度等。 切割过程分析（5） 2、茎杆的组成 茎杆：圆或椭圆形 叶片：扁平、槽形 分析：①切割阻力的主要来源是维管束 ②因维管束的分布为各向异性，所以割刀与茎杆的位置、方向对切割均有影响。 切割过程分析（6） *相互位置关系 横断切a：切割面、进刀方向垂直于茎杆轴线。P阻↑，N耗↑。 斜切b：切割面偏斜茎杆轴线，进刀方向垂直于茎杆轴线。 P阻、N耗 降30～40%。 *相互位置关系 削切c： 切割面、进刀方向均偏斜于茎杆轴线方向。 P阻 降60%、 N耗 降30% 。 切割过程分析（7）正切与滑切 滑切角α：刀刃的运动方向v与刃口法线方向的夹角。 滑切比正切省力 ①正切时刀刃的受力P与楔角γ的关系 N为楔面压缩茎杆的正压力 Ф茎杆与刀刃的摩擦角 P0刃口切入茎杆的阻力 水平 垂直 对称楔受力 讨论： 建立 P=f ( po γ) 或阻力 P 与 po、γ、Ф的关系 γ↑→P↑ ②滑切时角γ 的变化 正切时， 滑切时 而 AEAC ∴ γ’ γ 即 滑切比正切省力 ③刀刃微观齿的作用 当滑切时，尖锐的微观齿切开茎杆纤维束，所以滑切比正切省力。 通过实验验证：省力，但不省功。因为切断行程变长，摩擦力的总和不会太小。 分析方法 提出问题：滑切比正切省力？ 理论推导：1、单面楔阻力P与刃角γ的关系 2、双面楔阻力P与刃角γ的关系 3、滑切刃角γ’与正切刃角γ的比较 结论：滑切比正切省力！ 推理：微观齿的作用→省力 实验验证：省力。 验证说明：不省功。（进一步的讨论） 切割过程分析（8）有支承切割与无支承切割 割断茎杆→产生支反力→ 割断阻力 而初切茎杆刚度小（软） → 受力要弯斜 所以，割刀必须具有一定的速度 或有适当的支承 支承形式： 无支承切割 单支承切割 双支承切割 ①无支承切割 定义： 单用动刀直接切割茎杆。 切割过程： 高速移向茎杆，茎杆瞬间获得传到的速度。 结果： 产生较大的加速度a，以及方向相反的惯性力Pg。 全高a不同→合力∑Pg 无支承切割 P = ∑Pg + Pw Rq P －切割力； Pw － 茎杆的抗弯反力； Rq － 割断阻力 切断茎杆，须满足：P Rq 即：切割力大于割断阻力 分析：对于一种茎杆，在H（茬高）一定时，Rq和Pw也不变，故要想割断茎杆，必须有较大的惯性合力∑Pg ，或者说有足够大的切割速度，才能使得P Rq。 无支承切割 所以，无支承切割需要高的切割速度。 例如：稻麦 10-20m/s；牧草 25-50m/s 特点： 结构简单，工作可靠，可高速作业，功耗较大。 单支