У нашому випадку приймаємо, що робота, яка витрачається на подолання сил тертя є настільки малою порівняно з роботою різання, що ми нею нехтуємо.
На копр маятникового типу, який використаний у нашій роботі діють дві сили: вага тягарця і сила натягу штанги. Маятниковий копр, проходячи положення рівноваги, рухається по колу зі швидкістю V. Рівнодіючою цих двох сил буде сила, яка забезпечує перерізання пучка рослинних матеріалів.
Згідно з другим законом Нютона:
N-F=R, або mgcos 
–mg=R, (1)
R=mg(cos 
-1). (2)
Відповідно до закону збереження енергії, повна енергія маятникового копра рівна:
Е=Еп+Ек=mgh+ 
=const. (3)
Потенційна енергія mgh початкового положеня копра переходить у кінетичну енергію . Проходячи нижню точку, маятник має кінетичну енергію Ек= , яка будемо вважати повністю витрачається на виконання роботи різання:
Еп=Ек або =mgh. (4)
Як видно з рис.6, l-h=lcos , звідси h=l(1-cos 
).
Робота, що затрачається на різання рівна зміні енергії, її можна записати:
А= 
Е=RS, (5)
де 
Е – зміна енергії;
R -сила різання, Н;
S - шлях, на якому відбулося різання (шлях різання), мм.У нашому випадку 
Ек=А, отже ми маємо право записати:
R= mgh/ S=mgl(1-cos 
)/S. (6)
Це і є остаточна формула розрахунку сили різання рослинного матеріалу.
 | |||
 | |||
l 6
5
7
4
8
8
m
3
h
2
1
 |  | ||
Рис.6.Прилад для визначення зусилля різання:
1-платформа; 2-затискач; 3-досліджуваний рослинний матеріал; 4-станина; 5-транспортир; 6-копр маятникового типу; 7-тягарець; 8-сегмент.
4.Порядок виконання лабораторної роботи
1.У затискачі закріпити досліджуваний с.-г. матеріал.
2.Встановити на штанзі маятникового копра на певній висоті тягарець.
3.Відвести маятник копра на кут , відпустити маятник і прослідкувати процес різання.
4.Кут збільшуємо до тих пір, поки перерізання рослинного матеріалу не буде відбуватись без заминання.
5.Визначити в тій же послідовності кут , для різних висот встановлення тягарця.
6.На основі отриманих значень визначити зусилля різання:
R=mgl(1-cos )/S, (7)
m – маса тягарця, кг;
l – відстань від приведеного центра мас, до центра обертання копра, м;
- кут відхилення копра від положення рівноваги, град.;
g - прискорення вільного падіння, м/с2.
4.7.Підрахувати середньоквадратичну величину похибки вимірювань – m (похибка приладу):
m= 
, (8)
де 
- відхилення від середньої величини зусилля різання.
= Rср.-Rі; (9)
R .ср= 
R .і/n, (10)
де n – кількість повторностей.
4.8.Підрахувати межі коливань дійсного значення зусилля різання відносно середньоарифметичної величини – М (похибка досліду):
Мн= 
. (11)
4.9.Отримані результати записуємо в табл.8.
Таблиця 8
Значення зусилля різання
| К-сть дослідів, N | Кут
різання, , град.
| Висота центра, l, м | Зусилля різання, R, Н |
| 2
|
| .. | |||||
| n |
4.10.Перевіряємо достовірність кожної виміряної величини за умовою:
Rср+ m> Rі> Rср- m. (12)
Якщо значення окремих величин R не відповідають цій умові, їх вибраковують, а для даних, що залишились знову підраховують m.
Такий розрахунок і вибракування окремих результатів дослідів проводять до тих пір, поки всі результати дослідів не будуть задовільняти умову.
Результати записати у вигляді:
Rд= Rср 
М. (13)
4.11.Результати дослідів записуємо в табл.9.
Таблиця 9
Результати досліджень
| К-сть повто- рень, n | Середнє значення, Rср | Похибка приладу, m | Похибка дос- ліду, М |
Досліджуваний матеріал: 1.____________________________
2.____________________________
Зміст звіту
5.1.Зміст лабораторної роботи.
5.2.Схема приладу.
5.3.Формули і необхідні розрахунки.
5.4.Таблиці 8 і 9.
5.5.Висновки про отримані результати.
Питання для самоконтролю
1.Що таке міцність с.-г.матеріалу?
2.Від чого залежить міцність матеріалів?
3.Як можна визначити зусилля різання?
4.Будова та принцип роботи приладу для визначення зусилля різання.
Лабораторна робота №5.
ВИЗНАЧЕННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЗЕРНОВОГО МАТЕРІАЛУ ТА ПОБУДОВА ВАРІАЦІЙНОЇ КРИВОЇ РОЗПОДІЛУ ЗЕРНА
1.Мета роботи. Встановити закономірність розподілу зерна заданої культури. Скласти варіаційний ряд розподілу його розмірів і побудувати варіаційну криву.
Тривалість заняття – 2 год.
2.Зміст роботи – визначити, як розподіляється зернова суміш на фракції.
3.Обладнання. Зерновий класифікатор, зерно злакової культури або бур’яну, вага технічна, різноваги, міліметровий папір.
Місце проведення заняття – кафедра с.-г.машин,аудиторія №38.
Загальні відомості
Зерновий матеріал, який поступає від комбайнів, складається з насіння основної культури і домішок. Відділення домішок з цього матеріалу називають очисткою зерна. Домішки розділяють на зернові та сміття. До зернових домішок належить зерно культурних рослин, а до сміття насіння всіх бур’янів, органічні (полова, дроблена солома) та мінеральні (частинки полови) домішки.
Крім цього, зерно ще сортують і калібрують. Сортуванням називають виділення зернової маси високої якості. Зерно сортують за розмірами, аеродинамічними властивостями та іншими ознаками, залежно від призначення – посівний матеріал, комбікорм, технічна переробка (мука).
Розділення очищеного насіння на фракції за розмірами називають калібруванням. Висів каліброваного насіння дозволяє рівномірно розподілити їх у гніздах або в рядках. За рахунок цього зменшуються затрати праці щодо догляду за посівами, підвищується врожайність і економиться посівний матеріал.
Очищають, сортують і калібрують насіння на зерноочисних машинах, принцип роботи яких базується на різних фізико-механічних властивостях зернового матеріалу (розміри насіння, аеродинамічні властивості, шорсткість поверхні, форма, щільність, колір, електромагнітні властивості).
Аналіз розмірів насіння за товщиною або шириною здійснюють за допомогою вібраційного решітного класифікатора РКФ-1(рис.7). Його можна використовувати для підбору решіт до зерноочисних машин (СМ-4, ОВП-20, ОВС-25).
Класифікатор складається з електромагніту 7, трьох спіральних пружин 1, набору лабораторних решіт 3, нижнього 6 і верхнього 4 дисків, важеля з ексцентриком 5. Нижня частина приладу закрита захисним кожухом. Якір 2 електромагніта жорстко кріпиться до нижнього диска 6. Електромагнітом і якорем решета приводяться в коливний рух. Живлення обмоток електромагніта здійснюється від мережі через автотрансформатор, за допомогою якого змінюється напруга і відповідно, амплітуда коливання решіт.
4.Послідовність виконання лабораторної роботи
Лінійні розміри зерна, тобто довжину, ширину і товщину позначити lmin - найменший розмір, lmax – найбільший розмір, залежно від того за якими розмірами будується варіаційна крива.
Для виконання цієї роботи необхідно:
4.1.Ознайомитись з класифікатором.
4.2.Задатись числом класів n і класовим проміжком 
. Кількість класів n приймаємо рівним кількості решіт, а класовий проміжок визначається, як різниця між розмірами отворів суміжних решіт. На практиці визначають за формулою:
=(lmax- lmin)/ n, (1)
де lmax, lmin – відповідний, найбільший і найменший розмір зерна взятої проби.
4.3.За класовим проміжком 
і кількістю класів n встановити межі класів.
Нижня границя першого класу l1н буде рівна найменшому розміру решета, а верхня з добавкою тобто:
l1в =l1н + , (2)
і відповідно нижня границя другого, третього і і -го класів будуть рівні:
l2н =l1в= l1н + ;
l3н =l2в = l1н +2 ;
……………….
lnн =l(n-1)в= l1н +(n +1) ,
де індекси 1, 2, 3… n – порядкові номери класів,
в, н – відповідно верхня і нижня границя.
lmв =lmax= lmin+ 
= l1н + n 
.
4.4.Підібрати комплект решіт і встановити в класифікатор.
4.5.Зважити пробу зерна масою Q, завантажити в класифікатор і привести його в дію для розділення зернової маси.
4.6.Після розділення зернової проби визначити пробу зерна gi, яке затрималось на кожному з решіт Pi і визначити їх частоту, яка виражена у відсотках до взятої проби Q.
Pi=gі100%/ Q. (3)
4.7.Скласти варіаційний ряд, визначивши частоту, %:
P=P1+P2+…+Pm-1+Pm=100%, (4)
4.8.Значення частоти Рі варіаційної величини записати в табл. 10.
Таблиця 10
Значення частоти
 Класи
| l1н l1н+  l1н+2 …………… l1н+n l1н+(n+1)
| ||||||
| Частота | Р1 | Р2 | … | Рn-
| Рn | Р=100% | |
5
1 4
 | |||||||
| |||||||
 | |||||||
| |||||||
3
 |
 |
6
6
2
2
 |
Рис.7.Зерновий класифікатор РКФ-1
1-пружини; 2-якір; 3-лабораторні решета; 4,6-верхній і нижній притискні диски, 5-важіль з ексцентриком
 |
Р,%
50
40
30
20
10
0 lmin М lmax l, мм
4.9.На основі отриманих результатів побудувати варіаційну криву (рис.8.)
Рис.10. Варіаційна крива.
Зміст звіту
5.1.Зміст лабораторної роботи.
5.2.Схема приладу.
5.3.Формули і необхідні розрахунки.
5.4.Таблиця 10 і варіаційна крива розподілу.
5.5.Висновки про отримані результати.
Питання для самоконтролю
1.За якими параметрами розділяють зернові матеріали?
2.На чому базується принцип роботи решітного класифікатора?
3.Що таке варіаційна крива? Як її будують?
4.Що таке варіаційний ряд і як його складають?
Лабораторна робота №6
ТАРУВАННЯ ТЯГОВОГО ЕЛЕКТРИЧНОГО ДИНАМОГРАФА
1.Мета роботи. Вивчити спосіб тарування динамографа. Отримати навики з визначення масштабу динамографа.
Тривалість заняття – 2 год.
2.Зміст роботи – отримати дослідним шляхом дані, які характеризують залежність між зовнішнім навантаженням і величиною деформації пружини динамографа і визначити його масштаб.
3.Обладнання,прилади та інструмент.
Статична тарувальна установка, джерело живлення – акумулятор 12 В, тяговий електричний динамограф, осцилограф, підсилювач, лінійка.
Місце проведення заняття – кафедра с.-г.машин,аудиторія №38.
Загальні відомості
Тяговий опір сільськогосподарських машин і знарядь є визначальним показником для розв’язання задач комплектування тракторних агрегатів. Для вимірювання тягового опору використовують динамометри або динамографи, що мають самописець.
За принципом дії тягові динамометри бувають механічні, гідравлічні та електричні. Найширшого застосування набули електричні тягові динамометри, датчики яких перетворюють деформації розтягу робочих елементів динамометра в електричні величини.
Тяговий електричний динамограф призначений для динамометрування с.-г. машин. Він складається з пружини 1, тензодатчиків омічного опору 2 (рис.11). Тензодатчики перетворюють неелектричні величини в електричні. Принцип дії дротяних датчиків оснований на властивості металічного дроту змінювати свій омічний опір від деформації при розтягуванні, згині або стисканні. Датчик стладається з тонкого вимірювального дроту 1, який наклеєний на полоску паперу 2. До кінців вимірювального дроту припаяні більшого діаметра мідні дротини 3. Датчики використовують для вимірювання статичних або динамічних деформацій деталей машин (наклеюючи їх на поверхню деталі), а також у динамометрії для вимірювання сил, моментів, тисків та ін.
