При выполнении технологических операций в торфяной промышленности используются различные агрегаты с рабочими органами фрезерного типа. Они отличаются конструкцией, схемой расположения, количеством и типом режущих элементов, режимами работы, могут иметь один или несколько рабочих органов. При эксплуатации на фрезы действуют случайные силы и моменты, которые имеют резко переменный характер, что связано с периодическим взаимодействием ножей с торфяной залежью, ее структурной неоднородностью, вариацией глубины фрезерования, физико-механических свойств торфа, числа оборотов фрезы и скорости перемещения машины. При этом в элементах конструкции возникают значительные динамические нагрузки, что приводит к снижению их надежности, ухудшению энергетических характеристик работы двигателя и технико-экономических показателей использования. В случае применения машин с несколькими рабочими органами при динамическом анализе элементов привода необходимо знать как спектральные, так и взаимные спектральные плотности нагрузок. Для их расчета получены выражения, которые учитывают физико-механические свойства торфа, режимы работы агрегата и их вероятностные характеристики, а также конструктивные особенности рабочего органа. Выражения получены для случая, когда имеется несколько рабочих органов с одинаковыми диаметрами и числом ножей в плоскости резания. При этом количество плоскостей, ширина, тип режущего элемента и вид резания (блокированное, полублокированное и т.п.) могут различаться. В качестве примера использования разработанных подходов представлен расчет спектральных и взаимных спектральных плотностей моментов на фрезах и нагрузок в элементах привода машины поверхностно-послойного фрезерования МТФ-14.
Основным источником динамических нагрузок в элементах привода и конструкции торфяного фрезерующего агрегата является рабочий орган. Силы внешнего сопротивления, возникающие в процессе выполнения технологической операции, носят резко переменный, случайный характер. В статье предложена модель формирования момента сопротивления на фрезе при взаимодействии с торфом. Рассмотрен случай, когда имеется несколько плоскостей резания с одинаковым радиусом по концам режущих элементов. При разработке модели учитывалось, что условия работы ножей, определяемые видом резания (блокированное, полублокированное и т.п.), их ширина и тип в каждой плоскости резания могут различаться. Факторы, определяющие характер нагружения, такие как периодичность взаимодействия режущих элементов с залежью и случайность условий работы агрегата, приводят к представлению нагрузок в виде последовательности импульсов со случайными параметрами. Получены выражения для определения спектральной плотности момента сопротивления на фрезе на стадии проектирования с учетом ее конструкции, режимов работы, физико-механических свойств торфа и их вероятностных характеристик. Для иллюстрации применения разработанных подходов представлена методика определения спектральной плотности момента на рабочем органе машин глубокого фрезерования и в элементах их привода на основе линейной модели. Дан пример расчета, проведена проверка полученных выражений на основе экспериментальных данных. Вероятностные характеристики нагрузок на фрезе служат исходной информацией для динамического анализа системы привода и конструкции агрегата, его прочностного анализа, выбора оптимальных параметров и режимов работы.
