切削阻力与挖掘阻力的确定

为了设计和合理地运用土方机械必须研究在切削和挖掘过程中产生的阻力。这些力与切削端面的宽带b和深度c，即切削面积F=bc有关，与土的物理、机械性质和切削装置切削部分的几何参数（尖角β，后角a，切削角δ=a+β和前角γ）有关。
根据国内外许多学者的试验研究，已建立了土壤切削的基本理论，并提出了理论计算公式。但由于计算工作繁杂，不很成熟，实用上还是采用试验数据或利用经验公式来确定切削和挖掘阻力的数值。
切削装置切削土壤时的切削阻力通常以单位切开面积的阻力来表示，称为切削比阻力（Pa）。斗型装置挖掘土时，除需克服切削阻力外，还需克服土流进铲斗而产生的土与土间及土与斗臂间挤压和摩擦的附加阻力（或称装土阻力），因此以单位挖掘面积的阻力来计算，称为挖掘比阻力（Pa）。切削与挖掘比阻力系通过实验统计而得出，是分析计算的基本数据，具体数值可查阅有关资料。
确定切削阻力的作用点和大小，通常认为这个力作用在切削边缘，并将它分解为切向切削阻力W1和法向切削阻力W2（图7-2（a）），其值大小为W1=kbh（N）
式中K——切削比阻力（Pa）；
b——切削宽度（m）；
h——切削深度（m）；
W2=W1ψ（N）
式中ψ——系数,ψ=f（γ，φ）为常数。
同样采取把挖掘机状态下产生的阻力Po，如图7-2（b）分解为：沿运动轨迹切线方向上的挖掘切向里Po1和沿运动轨迹法线方向上的挖掘法向力Po2.其值大小确定的方法与上面相同，但要采用挖掘比阻力Ko和系数ψ。