Выше были рассмотрены условия работы клина, когда его передняя кромка перпендикулярна направлению главного движения. Опытами установлено, что поворот режущей кромки относительно направления главного движения на угол, отличающийся от 90°, изменяет характер процесса отделения грунтов от массива. При этом грунт, отделяясь от массива, одновременно перемещается в сторону. Такое резание называется «косым». Энергоемкость разрушения в этом случае уменьшается в 1,2...1,3 раза по сравнению с прямым резанием.
1.2. Силы, возникающие при взаимодействии рабочего органа с грунтом
В процессе отделения стружки грунта от массива возникают силы сопротивления. Они зависят от физико-механических свойств грунта, геометрии рабочего органа, способов разрушения, режимов работы, толщины стружки и т. д. В одной из задач механики грунтов рассматривается вопрос о силах, действующих на подпорную стенку (рис. 1.16). Масса грунта, действующая на подпорную стен-
Рис. 1.16. Схема образова- Рис. 1.17. Схема сил, дей-ния стружки ст'вующих на режущей
^ кромке ку, ограничивается поверхностью скольжения (линия 1-2), поверхностью подпорной стенки и грунта (линии 1-3 и 3-2). Поверхность скольжения располагается примерно под углом внутреннего трения ф. Опыты показали, что разрушение грунта начинается с его прогрессирующего течения по тем же поверхностям скольжения (линия 1-2). Следовательно, разрушение грунта режущей кромкой аналогично работе подпорной стенки. При этом подпорная стенка заменяется передней гранью режущего органа.
На рис. 1.16 также показаны положение режущего органа и отделяемая стружка. На поверхности скольжения под действием силы Р возникают нормальные и касательные напряжения ар и т. Разрушение грунта начинается, когда касательное напряжение т достигает предельного значения, т. е.
т^т^Со+а^ср. (1.16)
Для получения предельного значения т=тпр на поверхности скольжения необходимо развить на передней грани клина напряжение ар в направлении главного движения. Значение этого напряжения зависит от углов внутреннего и внешнего трения ф и ц, от глубины резания с, плотности грунта р, угла резания б. Кроме того, в процессе отделения грунта меняется ряд характеристик грунта, находящегося вблизи клина.