Эксперименты по использованию клинообразных лезвий проводились с использованием установки, обеспечивающей прямолинейное движение образца и одноразовое взаимодействие лезвия с частицами абразивной массы почвы. В статье представлены некоторые результаты проведенного исследования.
Схема лабораторной установки и процесса резания показана на рисунке 1.
При движении приводного механизма с закрепленным на нем исследуемым образцом лезвие последнего срезает пласт абразивной массы. В процессе резания лезвие изнашивается, а его геометрические параметры изменяются.
При моделировании абразивной среды, представляющей аналог реальной почвы, основные параметры и критерии подобия, влияющие на характер изнашивания лезвий почвообрабатывающих рабочих органов, определены с учетом механики абразивного изнашивания.
К параметрам изнашивания отнесены твердость почвы Н, касательные τ и нормальные σ напряжения, определяющие характер разрушения пласта, размер твердых частиц D, радиус их острых краев r и количество твердых частиц в единице объема Q, а также l и h — ширина лезвия и глубина резания, являющиеся геометрическими составляющими и выражающие обязательный атрибут подобия системы «модель — натура» [1].
Критерии подобия в данной системе имеют значения: π1 = H / τ, π2 = τ / σ, π3 = r / D, π4 = Q / D3, π5 = l / h [2].
В реальных почвенных условиях значения почвенных и эксплуатационных параметров варьируют в достаточно широком диапазоне. Так, для суглинистых почв различного механического состава значения Н составляют от 0,5 до 6–8 МПа, τ — 0,02–1,3 МПа, σ — 0,005–0,5 МПа, D — 0,01–1,5 мм, r — 0,005–0,09 мм [3].
Проверка соответствия полученных критериев подобия на модели и натуре проводилась экспериментально, где в качестве модели почвы использовали песчано-парафиновую смесь [4]. В работе [5] достаточно подробно изложены методика и результаты подобных исследований. Полученные данные показали, что взаимодействие почворежущего клина с искусственной абразивной средой идентично протекаемым процессам износа лезвий на модели и натуре.