Модернізація приводу робочих органів ґрунтової фрези КФГ-3,6

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

1. Механіко-технологічні передумови розробки польових фрез

1.1 Способи обробітку ґрунту

1.2 Фізико-механічні властивості ґрунту

1.3 Агротехнічні та експлуатаційні вимоги до ґрунтообробних фрез

1.4 Загальна конструкція і принцип роботи фрези

1.5 Огляд конструкцій фрезерних машин

2. Конструктивна частина

2.1 Передумови до вдосконалення трансмісії фрезерного культиватора

2.2 Обґрунтування і розрахунок основних параметрів фрези КФГ-3,6

2.3 Розрахунок приводного двоступеневого шевронного циліндричного редуктора

2.4 Вибір матеріалу і визначення напруг, що допускаються

2.5 Розрахунок косозубого циліндричного редуктора

2.6 Розрахунок ланцюгової передачі

2.7 Розрахунок валів на статичну міцність

2.8 Розрахунок підшипників кочення

2.9 Підбір підшипників для проміжного вала

2.10 Підбір підшипників для тихохідного вала

2.11 Вибір типу мащення редуктора

2.12 Вибір і перевірочний розрахунок муфти

2.13 Розрахунок елементів корпуса редуктора

3. Розрахунок економічної ефективності від використання ґрунтообробноїмашини КФГ-3,6 з об'ємним гідромеханічним приводом

4. Охорона праці

4.1 Безпека праці під час проведення польових механізованих робіт

4.2 Охорона праці на машинно-тракторному парку

4.3 Вимоги безпеки при комплектуванні агрегатів та виконанні польових механізованих робіт

4.4 Заходи безпеки при транспортних переїздах

4.5 Вимоги безпеки під час ремонтування сільськогосподарської техніки

4.6 Вимоги безпеки під час роботи агрегатів на схилах

4.7 Розрахунок потреби господарства в спец одязі та індивідуальних засобів захисту при вирощуванні сільськогосподарських культур

4.8. Цивільна оборона

4.9 Рекомендації по поліпшенню умов праці

Заключення

Список використаної літератури

Вступ

На сучасному етапі розвитку агротехніки основними завданнями механічного обробітку ґрунту є:

- створення у ґрунті сприятливих водно-повітряного та теплового режимів для відповідних культурних рослин;

- забезпечення та адаптація у часі й просторі умов раціонального живлення вирощуваних культурних рослин;

- боротьба з бур'янами, шкідниками та хворобами культурних рослин;

- відповідне переміщення шарів ґрунту, органічних і мінеральних добрив та рослинних решток;

- попередження вітрової та водної ерозії на посівних площах, забезпечення загальної та локальної екологічної безпеки агротехнічних прийомів.

Інтенсифікація аграрного виробництва передбачає вирішення завдань обробітку ґрунту комплексно, з урахуванням усіх вагомих чинників, для повного задоволення потреб вирощуваних сільськогосподарських культур.

Проте традиційні технології і засоби механізації обробітку ґрунту на початку 80-х років XX ст. перестали задовольняти зрослі потреби виробництва рослинницької продукції. Щорічні обсяги енергоємної оранки становили 25...30 млн. га. Вони недостатньою мірою враховували стан коре-немісткого шару ґрунту, потреби вирощуваних культур і ресурсозбереження в агротехнологічних системах. Це призводило до невиправданих по суті та значних за кількістю втрат енергії та засобів.

Враховуючи вагомий вплив (18...25 %) чинника обробітку ґрунту на врожайність сільськогосподарських культур, недостатню кількість ефективної вологи в ґрунті більше ніж на половині території, розвиток водної і вітрової ерозій на 30 % посівних площ, в Україні створено сучасну систему ресурсозберігаючих технологій обробітку ґрунту та відповідних машин [1].

Продовжити послідовне освоювання науково обґрунтованих систем ведення господарства розширити застосування ґрунтоземельних методів обробітку ґрунту. Значно підвищити продуктивність і стійкість землеробства, здійснити в цих цілях комплекс мір по збільшенню родючості ґрунтів, впровадженню інтенсивних технологій виробництва сільськогосподарських культур [2].

Покращити постачання галузі комплексами економічних високопродуктивних машин. Ріст енергоозброєності сільського господарства має зв'язок з різним підвищенням виробництва праці, що в свою чергу потребує впровадження ґрунтообробних машин і знарядь, раціонально реалізуючих міцність тракторів. До таких знарядь відносяться ґрунтообробні фрези. фреза культиватор грунтообробка агротехніка

Проблема створювання ґрунтообробних фрез актуальна, так як їх впровадження дозволяє підвищити продуктивність праці за рахунок створення умов для роботи двигуна трактора в оптимальних режимах. Крім того, значно скорочується час на переобладнання фрези і відпадає необхідність у виконанні важкої фізичної праці по зніманню і установці ножів при фрезуванні в різних ґрунтових умовах.

Машинну технологію виробництва високоякісної с.-г. продукції з мінімальними затратами праці і засобів можна реалізувати лише на базі комплексної механізації технологічних процесів, основними матеріальними засобами яких є машинно-тракторні агрегати.

1. Механіко-технологічні передумови розробки польових фрез

1.1 Способи обробітку ґрунту

Важливим елементом системи землеробства є система обробітку ґрунту. Значення механічного обробітку ґрунту зумовлене дією на всі його властивості та наявність у ньому земних факторів життя рослин, які визначають родючість. Неправильно проведений обробіток ґрунту завдає йому значної шкоди, знижуючи потенційну й ефективну родючість. Спостереженнями вчених встановлено рівні впливу на врожайність вирощуваних культур агротехнічних заходів при сумісному їх застосуванні: удобрення ґрунту - 50, обробіток - 20, сорти - 10, захист від шкідливих організмів - 20%.

Запобігти помилкам в обробітку ґрунту можна знанням викладених нижче основ, урахування яких забезпечує виконання поставлених перед ним завдань [3].

По-перше, обробітком регулюють фізичний стан ґрунту, оптимальними, нормативними параметрами якого залежно від гранулометричного складу є щільність 1,1-1,3 г/смі для середніх і 1,3-1,4 г/смі для легких ґрунтів, вміст не менше 70% агрономічно цінних структурних грудочок (агрегатів) розміром 0,25-10 мм, твердість - не більше 30 кг/смІ, повітроємкість - не менше 15% об'єму ґрунту, загальна щілинність - 50-55%, водопроникність - не менше 30 мм/год. Указані параметри забезпечать найкращий водний, повітряний, тепловий та поживний режими в ґрунті.

По-друге, обробіток сприяє створенню відповідного просторового типу агрохімічного середовища в кореневмісному шарі, сприятливого для певних рослин. Для рослин із неглибокою кореневою системою (зернові, колосові, зернобобові, льон) кращим станом цього середовища буде той, при якому мінеральні добрива вносять у верхній шар ґрунту на глибину 5-15 см. Так відбувається й у природних умовах при гетерогенному типі агрохімічного середовища в ґрунті, коли поживні речовини і гумус у ґрунті зосереджуються в цьому шарі. Для рослин із глибшою кореневою системою (цукрові буряки, кукурудза, соняшник, картопля) краще за умов рівномірного розподілу внесених добрив в обробленому шарі, гомогенного його типу. Важливо й те, що неглибоке загортання органічних добрив і рослинних решток краще сприяє утворенню гумусу, який є результатом біохімічного перетворення органічних речовин аеробними мікроорганізмами в ґрунті.

По-третє, обробітком ґрунту виконують завдання захисту вирощуваних культурних рослин від шкідливих організмів - бур'янів, шкідників і хвороб, регулюючи умови екологічного середовища. Тривалими дослідженнями встановлена тактика досягнення істотного зниження забур'яненості ріллі заходами обробітку ґрунту.

Оскільки найбільший внесок у знищення бур'янів механічними заходами належить основному обробітку ґрунту, важливо знати механізм зниження забур'яненості полів при його проведенні. Є таких два механізми:

- провокація насіння бур'янів до проростання з наступним знищенням проростків і сходів;

- створення умов для відмирання зачатків бур'янів у ґрунті.

Перший механізм є підставою для тактики здійснення систематичного безполицевого основного обробітку ґрунту, залишаючи насіння бур'янів у поверхневому шарі, а другий передбачає полицевий обробіток із загортанням насінних і вегетативних зачатків бур'янів у глибину оброблюваного шару. Звичайно, відмирання схожого насіння бур'янів має місце і в поверхневому шарі ґрунту в зимовий період під дією низьких температур на зародок у стані початку проростання. Провокація проростання насіння бур'янів у системі безполицевого обробітку ґрунту - реальна тактика зниження потенційної забур'яненості полів в умовах достатнього зволоження. При цьому не можна розраховувати на повне синхронне проростання насіння бур'янів у зв'язку з генетичною детермінацією спокою значної частини його ґрунтових запасів. Тому в літньо-осінній період, коли виконують, звичайно, основний обробіток ґрунту, проростає менша частина насіння, а більша припадає на весняний максимум, що створює загрозу підвищення забур'яненості посівів. Отже, в умовах достатнього зволоження безполицеві заходи обробітку, в цілому знижуючи потенційну забур'яненість ріллі, одночасно підвищують актуальну забур'яненість посівів через акумуляцію насіння бур'янів у поверхневому шарі ґрунту. Інша ситуація із забур'яненістю полів в умовах посушливого клімату. Тут насіння бур'янів, яке концентрується при безполицевому обробітку у верхньому шарі ґрунту, й утворені проростки неминуче гинуть у зв'язку з чергуванням періодичного незначного провокаційного зволоження цього шару і тривалої посухи. Виходячи з цих положень, застосування безполицевого обробітку в умовах недостатнього зволоження супроводжуються зниженням потенційної й актуальної забур'яненості полів [2].

Полицевий основний обробіток матиме протибур'янову спрямованість, якщо його виконувати відповідно до механізмів втрати життєздатності насінням бур'янів через його проростання або відмирання. Насіння в ґрунті проростає по всій глибині обробленого шару, особливо у перші 10-15 днів після розпушування. При цьому процес проростання схожого насіння в зазначених умовах має достатню кількість вологи. Тому оранка сприяє очищенню обробленого шару від схожого насіння бур'янів. Насіння, яке перебуває в спокої, залишається життєздатним і до весни втрачає спокій, набуваючи властивості схожості. Таким чином, проведення щорічної оранки на однакову глибину також підвищує забур'яненість полів у зв'язку з щорічною мобілізацією ґрунтових запасів насіння бур'янів до проростання. Запобігти цьому можна застосуванням різноглибинного основного обробітку ґрунту під культури сівозміни в часі. Особливо ефективною проти бур'янів виявилася система полицево-безполицевого основного обробітку гурту в сівозміні, за якою оранку проводять один раз на 4-5 років під інтенсивні просапні культури, а під інші культури, а під інші культури - безполицеві заходи обробітку - плоскорізне розпушування, чизелювання, дискування тощо. Підвищена проти бур'янова ефективність цієї системи основного обробітку ґрунту зумовлена одночасною дією двох механізмів очищення оброблюваного шару від життєздатного насіння бур'янів: відмиранням основної кількості його при загортанні в глибину на 4-5 років (природний гербі статний ефект) і провокацією до проростання його у верхньому шарі та у всій товщі розпушеного ґрунту. Кращим знаряддям для оранки у цій системі є ярусний плуг, який дає змогу уникнути перемішування нижнього відносно чистого від насіння бур'янів шару, що піднімається на поверхню, з верхнім забур'яненим після збирання врожаю попередника шаром, який переміщується на глибину вказаного обробітку. Застосування такого обробітку ґрунту в сівозміні супроводжувалося також зменшенням кількості шкідників та хвороб рослин.

По-четверте, для землеробства небайдужою є також економічна ефективність заходів обробітку ґрунту. На виконання системи обробітку ґрунту в землеробстві України у середньому припадає 40% прямих експлуатаційних витрат, 41 - енерговитрат, 25% затрат праці. Різні заходи обробітку ґрунту істотно відрізняються за енерговитратами, тому вибір їх повинен бути спрямований на виконання поставленої перед ними мети й окупність витрат на їх виконання. Не менш важлива екологічна безпека цих заходів. Серед них є такі, що проявляють мобілізуючу дію на запаси ґрунтової родючості (полицевий), а інші ощадливіше впливають на їх використання (безполицеві та поверхневі) [2].

Перелічені явища, а також економічні мотиви зумовили пошуки та обґрунтування напрямів мінімалізації механічного впливу на ґрунт і зокрема заходів ощадливого використання ґрунтової родючості. Реальними напрямами мінімалізації обробітку ґрунту і послаблення негативної дії на нього засобів механізації є такі:

1. використання комбінованих агрегатів;

2. практика широкозахватних агрегатів для зменшення кількості їх проходів по полю;

3. заміна полицевих обробітків менш витратними безполицевими і поверхневими;

4. використання на весняних польових роботах гусеничних тракторів або колісних, але з широко профільними шинами;

5. обґрунтована заміна механічних обробітків застосуванням гербіцидів.

Обробляти ґрунт треба так, щоб досягти поставлених завдань без зайвих витрат. Звичайно, кожному господареві слід зважати, що мінімальний обробіток ґрунту має забезпечити оптимальні умови для рослин. Мінімалізації обробітку ґрунту краще відповідають ґрунти легкого і середнього механічного складу, чисті від бур'янів. Особливої уваги заслуговують системи обробітку ґрунту при забрудненні ріллі радіонуклідами. В цих умовах для запобігання міграції радіонуклідів важливими є протиерозійні заходи, які зменшують дефляцію і явища поверхневого та внутрішньоґрунтового стоків. Не менш важливе проведення початкової двохярусної та плантажної оранки для загортання забрудненого шару й наступних систематичних безполицевих обробітків. При цьому забрудненість кореневмісного шару цезієм зменшується у 20-30 разів, а вирощеної продукції радіонуклідами - в 4-8 разів. У процесі дії на ґрунті знарядь його обробітку можливі такі технологічні операції: ущільнення, розпушування, подрібнення, перемішування, обертання, вирівнювання.

Зазначені операції здійснюються в різних співвідношеннях при виконанні різних заходів обробітку, що зумовлюється конкретним їх призначенням для впливу на фізичні показники ґрунту.

1.2 Фізико-механічні властивості ґрунту

Ґрунт - трьохфазне дисперсне середовище, яке складається з твердих частин, рідких і газоподібних, роздрібнених і перемішаних між собою. Крім того в ґрунті є рослинні залишки (коріння і стеблі рослин) і живі організми рослинного і тваринного походження. Ґрунтові мікроорганізми, розчинюючі органічні залишки, не тільки забезпечують мінеральне живлення рослин, але і беруть участь в ґрунтоутворюючому процесі, сприяючи накопичуванню гумуса, який позитивно впливає на технологічні властивості ґрунту [2].

Тверда частина має складний склад: поряд з мінеральною частиною вона містить органічну частину (гумус), а також мікрофлору і мікрофауну. Рідка частина в основному складається із водяного розчину мінеральних і органічних солей і кислот, а газоподібна - з повітря, яке містить в собі різні гази і пори води. Від становища в ґрунті рідкої і газоподібних фаз в більшості залежить від технологічних властивостей.

Основні загальні характеристики будови ґрунту - скважність (парозність, пористість) і щільність (об'ємної маси).

Скважність - відношення об'єму пустоти до загального об'єму грунту, виражених в процентах. Скважність залежить від структури грунту і змінюється від 40...50% в піщаних, 80...90% в торф'яних ґрунтах, суглинкові і глинисті займають проміжне положення, їх скважність 50...60%.

Щільність - відношення маси (m) абсолютно сухого ґрунту до об'єму (V) досліджуваної проби, взятої без порушення її звичайної будови. Щільність залежить від механічного складу, вмісту гумусу и сквапності ґрунту. Щільність одного шару ґрунту змінюється в широких межах від 0,9 до 1,6г/смі. Щільність ґрунту можна регулювати за допомогою механічної обробки ґрунту в співвідношенні з вимогами для окремих видів рослин. Тверді елементи ґрунту являють собою частини різних розмірів, які утворені в результаті вирівнювання. Процентний вміст механічних елементів в ґрунті характеризує його виробничу цінність. Так, ґрунти з високим процентним вмістом мулуватих частин відносяться до важких ґрунтів. Чим більше в ґрунті мулистих частин, тим більше його питомий опір, тим гірше він поглинає вологу, погано прогрівається, рослинні залишки в ньому розпадаються повільно. Ґрунти з великим вмістом піску відносяться до легких. Подібні ґрунти легко орати, вони добре поглинають вологи, але погано її зберігають, добре сприймають тепло. Рослинні залишки і добрива в них легко розчиняються. Кращими по механічному складу вважають суглинкові і супіщані ґрунти з вмістом мулових частин від 10 до 40%. При класифікації ґрунтів по механічному складу мілкозем розподіляють на дві фракції, фізичну глину (частинки менші 10мкм). Ґрунти з різним відношенням цих фракцій одержали різні назви. Розділяють ґрунти на дві групи - структурні і безструктурні. Структурні ґрунти можуть розпадатися на окремі різні по величині і формі агрегати, грудки зерна і залягати рихлим шаром. Найбільш липким по структурі ґрунт складається з окремих важко роздільних коточків з діаметром 0,25 - 10 мм. Безструктурний ґрунт звичайно представляє собою, або щільну масу з маленьких пилових частин (діаметром лише 0,25 мм), або складається із щільно великих комків діаметром від 1до 10 см і більше. Безструктурні ґрунти погано зберігають вологу і мають слабку повітропроникність. Тяговий опір при обробці структурного ґрунту менше ніж при обробці безструктурного. Залипання робочих органів лише при роботі на структурних ґрунтах. Властивості окремих частин ґрунту триматися одна біля іншої і чинити опір механічним впливам називається в'язкістю. В'язкість залежить від механічного складу ґрунту [3].

Ґрунт при будь-якому ущільненні являє собою пористе тіло. Під пористістю ґрунту розуміють відношення об'єму всіх пор, заповнених водою, або повітрям, до об'єму ґрунту. Розподіляють також два види ґрунтів - некапілярні та капілярні.

Основним джерелом для живлення і життя рослин є ґрунтова волога. В ґрунті розподіляють чотири основні категорії води: зв'язану, капілярну, вільну, або гравітаційну і пароутворюючу. Твердість - це властивість чинити опір проникненню в нього будь-якого тіла.

Пластичність - властивість ґрунту деформуватися під дією зовнішніх сил і зберігати деформований стан після припинення дії.

Пружність - властивість ґрунту після припинення дії зовнішніх сил, які викликають його деформування, частково повертати свою попередню форму і розміри.

Липкість - властивість частин ґрунту в вологому стані склеюватися між собою, прилипати до робочих поверхонь робочих ґрунтообробних машин.

Дані фізико-механічних і технологічних властивостей різних ґрунтів, використовують при розробці нових машин для обробітку ґрунтів, визначені норми їх виробітку.

1.3 Агротехнічні та експлуатаційні вимоги до ґрунтообробних фрез

Основні функції, що покладені на знаряддя для поверхневого обробітку ґрунту, і вимоги, які з цього випливають [4]:

- розпушення верхнього шару ґрунту - уміст фракцій ґрунту розміром 0,3...5,0 мм до 90 % у посівному шарі;

- вирівнювання поверхні поля - гребнистість поверхні поля не більше ніж 3 см;

- підрізання бур'янів - повне, тобто 100 %;

- ущільнення ґрунту - до щільності посівного шару 0, 9... 1,1 г/смі.

Ці функції можна реалізовувати послідовним застосуванням одноопераційних знарядь або об'єднанням різних робочих органів у комбіновані агрегати. Суміщення операцій приводить до появи багатофункціональних сільськогосподарських машин, зокрема ґрунтообробно-посівних комплексів.

Основні вимоги до машин для поверхневого обробітку ґрунту:

- дотримання встановленої захисної зони рядка ± 2 см;

- витримування агротермінів виконання технологічної операції;

- рівномірне розпушення ґрунту на задану глибину, без вивертання на поверхню нижніх вологих шарів;

- повне підрізання бур'янів у (100 %);

- під час букетування або механічного проріджування в прорізах підрізання не лише бур'янів, а й культурних рослин;

- допустиме пошкодження чи присипання культурних рослин у зоні рядка не більше ніж 3 %;

- у міру підростання рослин поступове збільшення глибини при повторних міжрядних обробітках від 2 до 10 см та відповідне розширення захисних зон рядків;

- за потреби передзбиральне розпушення на глибину до 16 см;

За якістю виконання технологічного процесу поверхневий обробіток поділяється на:

- грубий (захисна зона рядка до 30 см), який потребує додаткового ручного чи механічного або хімічного втручання;

- точний (захисна зона рядка до 10 см), який потребує механічної перевірки у захисній зоні рядка;

- селективний (рівня "точного землеробства"), що дає змогу механічно знищувати бур'яни у зоні рядка, розрізняючи культурні та дикорослі рослини за допомогою фотоелементів (перебуває у стадії розробки).

1.4 Загальна конструкція і принцип роботи фрези

У залежності від призначення машини робочими органами фрез можуть служити ножі різної форми, зуби, гаки, шнеки. Вони кріпляться на вал, який примусово обертається від валу відбору потужності трактора через карданну передачу і редуктори. Вал разом з робочими органами називають фрезерним барабаном. При поступальному русі фрези обертовий барабан (200-300 об / хв.) своїми ножами послідовно відокремлює частки ґрунту (стружку) і відкидає їх назад (рисунок 1.1). При цьому відбувається інтенсивне рихлення і перемішування ґрунту на всю глибину ходу робочих органів (10-25 см). Ззаду за фрезерним барабаном встановлені граблі, які затримують великі шматки дернини і вони укладаються на оброблену смугу. Дрібні ж фракції ґрунту проходять крізь пальці граблів і присипають дернину зверху, частково вирівнюючи поверхню оброблюваної смуги. У роботі фреза спирається на два полоза, які кріпляться по краях рами. Перестановкою полозів по висоті регулюють глибину ходу фрезерного барабана [5-8].

Загальне пристрій і робота фрези полягають в наступному: при русі агрегату робочий орган (фрезерний барабан) (рисунок 1.2), який одержує обертання від ВВП трактора через карданну передачу і конічної-циліндричний редуктор, ножами 1, встановленими на вільно сидить на валу відомому диску 2, відділяє від масиву ґрунту стружку, інтенсивно кришить і перемішує її і відкидає за барабан.

Ґрунт, вдаряючись об грати (гребінку) 5, додатково пухка і укладається ззаду фрези. Для запобігання перекидання ґрунту через барабан зверху нього встановлений кожух 4. Обертання на ведений диск 2 передається через провідний диск 3 з фрикційними накладками, жорстко посадженим на валу і притискуються до веденого диску 2 за допомогою пружин. Сила притиснення дисків регулюється зусиллям пружин.

Рисунок 1.1-Технологічна схема роботи фрези: 1 - опорні полози; 2 - карданна передача, 3 - редуктори, 4 - граблі, 5 - робочі органи фрезерного барабана



Рисунок 1.2- Схема пристрою і роботи фрезерного робочого органу: 1 - ножі; 2 - ведений диск, 3 - провідний диск; 4 - кожух; 5 - решітка (гребінка)

1.5 Огляд конструкцій фрезерних машин

Фрезерування - цей прийом обробки ґрунту забезпечує посилене кришіння і перемішування оброблюваного шару. Фреза також добре вирівнює ґрунт. Фрезерування виробляють тракторними фрезами (ФБН-2). Воно сприяє сильній провокації бур'янів. Останнє викликається тим, що фреза своїми робочими органами дряпає оболонки насіння, сприяючи цим самим їх швидкому і повному проростанню. При обробці ріллі вона дає повний агротехнічний ефект лише в тих випадках, коли обробляється стиглий ґрунт, очищений в своєму верхньому шарі від насіння бур'янів. Фрезу слід застосовувати в районах достатнього зволоження в комплексі з хімічною прополкою [2, 7-11].

Фреза - незамінна машина при обробці цілинних болотних, особливо засклеплених ґрунтів, не покритих деревною або чагарниковою рослинністю. У цих умовах вона є кращою ґрунтообробною машиною, оскільки створює в ґрунті хороші умови для діяльності корисних мікроорганізмів.

Польові, або сільськогосподарські катки використовуються для проведення дуже великого розмаїття польових робіт. Тому, в залежності від призначення, різні моделі цих машин відрізняються конструкцією своїх робочих частин.

Борони дискові важкі призначені для розпушення необроблених ущільнених ґрунтів різного механічного складу по стерні після збирання різних сільськогосподарських культур, а також використовуються на брилистій оранці після плугів та глибокорозпушувачів.

Борони виконують однаковий технологічний процес і створені на одній базі з використанням однотипних робочих органів і відрізняються одна від одної шириною захвату та відповідними з цим конструкційними параметрами.

Фрези належать до машин активної дії з ротаційними робочими органами. Вони мають привід від вала відбору потужності трактора. Ґрунтові фрези призначені для основної або додаткової обробки ґрунту.

До ґрунтообробних фрез пред'являються наступні вимоги:

- можливість змінювати режим роботи робочого органу (варіюванням співвідношення поступальної і кутової зі швидкостей), а отже товщину стружки (ступінь подрібнення ґрунту);

- відсутність на робочому органі рослинних залишків та ґрунту;

- забезпечення рівної (без борозен і валиків) поверхні ґрунту після проходу фрези;

- забезпечення мінімальної (допустима не більше 2 см) висоти гребенів дна борозни;

- наявність пристрою, що оберігає робочий орган від поломок при зустрічі з перешкодами.

За призначенням фрези поділяються на садові, лісові, болотні, польові, просапні:

- садові фрези - застосовують для обробки ґрунту під кронами Дерев, в пристовбурних смугах та колах, а також у міжряддях;

- лісові фрези - для смугової обробки ґрунту на вирубках при лісовідновленні, створення протипожежних мінералізованих смуг та догляду за ними;

- болотні фрези - для освоєння пусток і заболочених земель, подрібнення великих осокових купин;

- польові фрези - для оброблення пластів після оранки лемішними плугами, глибокої передпосівної обробки ґрунту, знищення бур'янів, обробки пересушених і перезволожених ґрунтів;

- просапні фрези - для кришення ґрунту і знищення бур'янів у міжряддях технічних культур, а також у лісових і декоративних розсадниках.

Польові фрези призначені для обробітку важких перезволожених ґрунтів перед посівом рису, овочевих та інших культур. До польових відносять фрези ФП-2, ФН-125 і КФГ-3,6 (фрезерний культиватор).

Просапні фрези - це фрезерні культиватори, їх застосовують для обробітку міжрядь просапних культур, насінників трав, плодових саджанців та ін. Глибина обробітку до 25 см. До просапних фрез відносять ФПУ-5,4, КФ-5,4 та ін.

Болотні фрези використовують для обробітку нових освоєних земель, для догляду за луками і пасовищами. Вони проводять обробіток ґрунту на глибину до 25 см. Найбільш широко застосовують болотні фрези ФБН-2 і ФБН-1,5.

Фреза начіпна ФБН-2 (рисунок 1.3 а) складається із фрезерного барабана, рами, двох опорних металевих коліс 7, решітки 5, конічного 2 та циліндричного 3 редукторів і начіпного пристрою 1.

Барабан (рисунок 1.3, б) має вал, на якому змонтовані фрикційні диски та диски з ножами, які притиснуті пружинами. Вал барабана встановлений у підшипниках рами. Зверху він закритий кожухом. У задній частині до кожуха прикріплена грабельна решітка. Барабан приводиться в рух від ВВП трактора через конічний і циліндричний редуктори.



Рисунок 1.3-Ґрунтообробна фреза ФБН-2: а - робочий процес; б - фрезерний барабан; 1 - начіпний пристрій; 2 і 3 - редуктори; 4 - кожух; 5 - решітка; 6 - ножі; 7 - опорне колесо; 8 - вал; 9 - диски

Робочий процес. Під час руху фрези барабан, обертаючись, ножами відрізує клиновидні скиби ґрунту, які переміщуються частково вверх і відкидаються назад до решітки 5. Вони вдаряються в грабельну решітку і подрібнюються. Спочатку донизу падають великі частинки ґрунту, а зверху їх присипають дрібніші. Решітка вирівнює поверхню поля.

Глибину обробітку регулюють гвинтовими механізмами опорних коліс.

Ширина захвату фрези 2 м. Робоча швидкість 2,4-3,8 км/год.

Культиватор фрезерний КФ-5,4 (К - культиватор, Ф - фрезерний, 5,4 - ширина захвату, м) призначений для міжрядного грубого обробітку дванадцятирядних посівів цукрових буряків та інших низькостеблових культур, які вирощують з міжряддям 45 см. Культиватор агрегатується з тракторами тягових класів 1,4 і 2.

Основними вузлами культиватора (рисунок 1.4) є зварна рама з начіпним механізмом на трактор, два опорних колеса з пневматичними шинами і гвинтовими механізмами, дванадцять секцій робочих органів, центральний конічний редуктор і два трансмісійних вали. Кожна секція складається з корпусу 5, двох дисків 6 з Г-подібними ножами 12, пасивного ножа 9, кожуха 11 з фартухом 13, ланцюгової передачі 14 і запобіжної муфти. Секції приєднані відносно трансмісійних валів 10 шарнірно. Кожна секція в робочому положенні притискується до поля, а в транспортному - підтримується штангою з пружиною 8. Диски з ножем (фрезерний барабан) приводяться в рух від ВВП трактора через карданну передачу 2, центральний редуктор 7, трансмісійні вали 10, запобіжну муфту і ланцюгову передачу 14.

Культиватор працює у такий спосіб. При переміщенні культиватора і обертанні фрезерних барабанів їхні ножі відрізають тонку скибу ґрунту, дещо розпушують її і відкидають назад, де вона вдаряється об кожух і фартух й інтенсивно розпушується. Смуга ґрунту, що знаходиться під корпусом секції, розпушується пасивним ножем. Діаметр фрезерних барабанів 300 мм. Боковина кожуха секції розміщується на відстані 8 см від рядка рослин. Глибину обробітку культиватора регулюють в межах 4...8 см гвинтовим механізмомі і зміною довжини центральної тяги начіпного механізму.

Фреза ґрунтообробна ФЛ-150; Ф-200 призначена для спушення ґрунту без обороту пласта по фону зябу або весняного обробітку (рисунок 1.5).

Фреза ґрунтообробна ФЛ-150; Ф-200.Фреза за один прохід виконує наступні технологічні операції: фрезерування ґрунту активними робочими органами, знищення смітної рослинності і вирівнювання мікрорельєфу. Агрегатується з тракторами тягового класу 0,6.

Навісна фреза ФСН-1,5 призначена для обробітку невеликих ділянок відкритого та закритого (в приміщеннях) ґрунту при вирощуванні сільськогосподарських культур. Вона може використовуватись в теплицях, овочівницьких, селекційних, фермерських, дослідних господарствах тощо. Фреза агрегатується з трактором класу 0,9 і приводиться в дію від його валу відбору потужності через запобіжну муфту. Фреза складається з рами, ножового барабана, кожуха, редуктора та карданного валу з запобіжною муфтою. Ширина захвату фрези - 1,5 м, маса - 450 кг. Випробування показали, що найпродуктивніше (0,2 га/год.) фреза працює при швидкості руху агрегату до 2,5 км/год, забезпечуючи глибину обробітку до 0,14 м. Основною перевагою фрези ФСН-1,5 перед її серійними аналогами є те, що вона краще розпушує ґрунт. Крім того, завдяки оптимальному профілю ножів барабана фреза забезпечує порівняно нижчу питому енергоємкість обробітку ґрунту, ножі при цьому менше пошкоджуються, якщо в оброблюваному ґрунті зустрічається, наприклад, каміння. Виготовляє фрези ФСН-1,5 дослідне виробництво Науково-виробничого об'єднання "Селта".

Рисунок 1.4 - Культиватор фрезерний КФ-5,4: а - принципова схема; б - робоча секція; 1 - опорне колесо; 2 - карданна передача; 3 - гвинтовий механізм; 4 - рама; 5 - корпус; 6 - диск; 7 - редуктор; 8 - штанга з пружиною; 9 пасивний ніж; 10 -вал; 11 - кожух; 12 - активний ніж; 13 - фартух; 14 - ланцюгова передача

Фреза лісова уніфікована ФЛУ-0, 8 (рисунок 1.5)призначена для основного обробітку ґрунту смугами на вирубках під посадку або посів лісових культур з метою сприяння природному поновленню лісу, а також відновлювати протипожежних мінералізованих смуг і оброблення пластів після первинної оранки плугами.

Вона складається з рами 1, карданної передачі 2, навісного пристрою 3, захисного кожуха 4, конічного редуктора 5, циліндричного редуктора 6, кронштейна 7, з отворами для регулювання глибини обробки, граблів 8, фрезерного барабана 9, полоза 10, обмежує глибину обробки.

Під час роботи агрегату фрезерний барабан отримує обертання від ВВП трактора через конічний і циліндричний редуктори. Г-подібні ножі барабана послідовно відокремлюють стружку ґрунту на встановленій глибині і відкидають її назад. При цьому відбувається інтенсивне рихлення і перемішування ґрунту, в результаті чого не потрібно додаткової обробки ґрунту. Граблі додатково рихлять відкидані частки ґрунту і розрівнюють її.

Рисунок 1.5- Фреза лісова уніфікована ФЛУ-0,8: 1 - рама; 2 - карданна передача, 3 - навісний пристрій, 4 - захисний кожух; 5 - конічний редуктор, 6 - циліндричний редуктор, 7 - кронштейн; 8 - граблі, 9 - фрезерний барабан; 10 -полоз.

Ширина захоплення становить 0,8 м, глибина обробки до 16 см-маса 750 кг. Агрегатується з тракторами ЛХТ-55М, ЛХТ-100, Т-74, ДТ-75М.

Фреза лісова шнекова ФЛШ-1,2 (рисунок 1.6) служить для обробки ґрунту смугами на вирубках з перезволоженими ґрунтами під лісові культури з створенням мікропідвищення у вигляді гряди.

Робочий орган фрези представляє собою два фрезерних барабана 5 з ліво-і правозаходними шнеками діаметром 600 мм і загальною шириною захвату 1,2 м. Кожен барабан являє собою раму з навісним пристроємІ у вигляді труби, на якій приварені по чотири шнека сферичної форми, розташованих з одного кінця до середини по правому гвинту, з іншого - по лівому.

а) б)

Рисунок 1.6-Фреза лісова шнекова ФЛШ-1,2: а) принципова схема, б) загальний вигляд фрезерного (шнекового) барабана, 1 - карданна передача; 2 - рама з навісним пристроєм; 3 - конічної-циліндричний редуктор, 4 - захисний кожух; 5 - фрезерний барабан; 6-обмежувальний полоз; 7 - думпкар лапа; 8 - живцевих ніж

На зовнішніх кінцях барабанів встановлено по плоскому диску для жорсткості крайніх гвинтів. Обертання на шнекові барабани передається від ВВП трактора від карданної передачі 1 через конічне-циліндричний редуктор 3. Пружні муфти вихідних валів редуктора пом'якшують удари при зустрічі фрези з перешкодою.

Шнекові барабани обертаються в напрямку, що збігається з рухом трактора з частотою 220 об / хв. Перед шнековим барабаном встановлений живцевих ніж 8 з тупим кутом входження у ґрунт, на нижньому кінці якого закріплена думпкар лапа 7. При зустрічі з перешкодами живцевих ніж 8 не дозволяє фрезі відхилятися в сторони і забезпечує стійкий хід машини. Під час роботи в ґрунт спочатку заглиблюється ніж з рихлюючою лапою, а потім шнекові барабани.

Папа ножа рихлить середню частину смуги, а шнекові барабани - на всю ширину захвату. Ґрунт зсувається до середини, утворюючи мікропідвищення.

Для запобігання перекидання ґрунту зверху барабана служить захисний кожух 4.

При зустрічі з непереборними перешкодами шнекові барабани перекочуються через них. Глибина ходу фрези регулюється обмежувальними полозами 6.

Маса фрези 850 кг. Агрегатується з тракторами ЛХТ-55М, ЛХТ-100, ДТ-75М.

Фреза ґрунтова ФПШ-1, 3 (рисунок 1.7) служить для передпосівної обробки ґрунту під посів у розплідниках, розробки пластів після оранки, вирівнювання поверхні посівної смуги і освіти посівної гряди.

Рисунок 1.7-Фреза ґрунтова ФПШ-1,3: 1 - фрезерний барабан; 2 - грядо утворюючий корпус; 3 - опорне колесо, 4 - виносний гідроциліндр; 5 - ланцюгова передача; 6 - редуктор, 7 - карданна передача; 8 - гідроциліндр; 9 - захисний кожух; 10 - планувальник.

Рама фрези представляє собою дві пустотілі боковини, з'єднані між собою в середній частині трубчастої стяжкою. У лівій боковині розміщена ланцюгова передача 5 валу фрезерного барабана 1. На шестигранному його валу закріплені 13 рядів Г-образних ножів (правих і лівих) по чотири в кожному ряду. Зверху барабан закритий захисним кожухом 9, до якого ззаду прикріплений планувальник 10 для розрівнювання ґрунту на всю ширину захвату фрези. Обертання на фрезерний барабан передається від ВВП шасі через карданну передачу 7, редуктор 6 і ланцюгову передачу 5. Підйом і опускання фрези здійснюється двома гідроциліндрами 8, штоки яких приєднані до боковин рами. У передній частині шасі встановлено грядоутворюючих пристрій, що є два грядоутворюючих корпуси 2 і опорні колеса 3. Підйом і опускання грядоутворюючого пристрою здійснюється виносним гідроциліндром 4.

Глибина обробки ґрунту становить 10 см, висота утвореною гряди 10 см, ширина захоплення фрези 1,3 м; маса 520 кг. Агрегатується з самохідним шасі Т-16М.

У садово-парковому будівництві застосовують навісні садові фрези ФП-2 і ФС-0, 9. Особливістю цих фрез є те, що вони можуть зміщуватися у бік від поздовжньої осі трактора і проводити обробку ґрунту поблизу насаджень.

Фреза ФП-2 має трисекційну розбірну раму, що дозволяє змінювати ширину захвату від 1,4 м до 2,1 м.

Рама спирається на два колеса з гвинтовими механізмами, за допомогою яких регулюється глибина обробітку ґрунту. На кінцях рами встановлені односторонні полольні лапи. Ці лапи можна пересувати по рамі при зміні ширини захоплення. Зсув рами фрези в бік від поздовжньої осі до 1,5 м забезпечує гідроциліндр.

Барабан фрези складається з 8, 10 або 12 секцій. У кожній секції по два скріплених між собою диски з трьома Г-подібними ножами на кожному.

У привід барабана входять два редуктора: двоступінчастий з парою конічних і парою циліндричних зубчастих коліс і триступеневий з трьома парами циліндричних коліс. У Двоступінчастому редукторі циліндрична пара зубчастих коліс є змінною. Це дозволяє залежно від ґрунтових умов вибирати різну частоту обертання фрезерного барабана: 4,2 або 5,6 с-1.

Обертання на барабан передається від валу відбору потужності трактора через карданний вал, редуктори та фрикційне муфту.

Глибина обробки ґрунту становить 6-13 см; робоча швидкість 1,6-5,6 км / ч. Агрегатується з тракторами МТЗ-80/82 і Т-55В.

Фреза ФС-0, 9 призначена для обробки ґрунту в садах. Вона складається з провідної рами, фрезерного барабана, механізму підйому фрези, механізму щупа, механізму приводу і опорних коліс.

Фрезерний барабан складений з п'яти дисків, приварених до трубчастого валу барабана. До дисків кріпляться 30 право-і лівосторонніх ножів Г-подібної форми. Провідна рама, спираючись на самоустановлювальні колесо, з одного боку шарнірно пов'язана зовнішньою рамкою, яка жорстко закріплена на правому лонжероні трактора. З іншого боку вона також шарнірно з'єднана з рамкою фрезерного барабана, яка з заднього боку за допомогою шарнірного механізму підйому спирається на друге опорне колесо. На верхній рамці цього механізму є спеціальний гвинт, за допомогою якого регулюють глибину розпушування ґрунту.

Переклад фрезерного барабана в транспортне положення проводиться гідроциліндром підйому.

Механізм щупа, встановлений на провідній рамі, включає в себе гідравлічну систему, яка відводить барабан фрези від дерева.

Фрезерний барабан приводиться в обертання від валу відбору потужності трактора через циліндричний і конічний редуктори, телескопічний карданний вал і фрикційне муфту.

Глибина обробки ґрунту становить до 10 см; робоча швидкість 2,8 км / ч. Агрегатується з трактором МТЗ-80/82.

У лісовому і лісопарковому господарстві застосовуються і інші типи фрезерних машин:

фреза болотна навісна ФБН-1, 5 - для оброблення пластів після оранки чагарниково-болотними плугами осушених боліт і задернілих заболочених площ;

машина лісова фрезерна МЛФ-0, 8 - для підготовки смуг на вирубках з одночасним фрезеруванням пнів діаметром до 20 см і порубкових залишків;

За принципом дії фрези бувають поздовжнього, поперечного і вертикального фрезерування.

Фрези поздовжнього фрезерування - це фрези, у яких площина обертання робочого органу збігається з напрямком руху агрегату або паралельна йому. У цих фрез робочий орган може обертатися по ходу руху агрегату або в зворотному напрямку. При обертанні по ходу руху робочий орган працює як рушій, що штовхає агрегат вперед, тому він витрачає менше енергії в порівнянні з робочим органом, що обертається в зворотному напрямку. Найбільшого поширення набули фрези з обертанням робочого органу по ходу руху агрегату.

Фрези поперечного фрезерування - це фрези, у яких площина обертання робочого органу перпендикулярна напрямку руху агрегату.

Фрези вертикального фрезерування - це фрези, які мають вісь обертання робочого органу вертикальна або розташована під невеликим кутом до вертикалі.

За типом робочих органів фрези поділяються на ножові і шнекові.

Ножові фрези мають робочий орган - барабан з встановленими на ньому ножами. Ріжучі ножі застосовуються для обробки ґрунту з рослинними залишками (включеннями). До них належать прямі, сколювальні, вигнуті (Г-подібні) тарілчасті.

Рихлячі ножі застосовуються для оброблення мінеральних ґрунтів. До них відносяться рихлячі долота, зуби, лапи, гачки і кирки.

Шнекові ножі мають робочий орган у вигляді шнека. За формою шнеки можуть бути циліндричними і конічними - для утворення мікропідвищень. По конструкції шнеки (гвинти) можуть бути однозаходними і багатозаходними (частіше двох -, трьохзаходними); за напрямом гвинтової лінії шнека - лівими і правими.

За способом з'єднання з тяговим засобом фрези можуть бути навісними, причіпними, напівпричіпні і самохідними. Останні застосовуються для обробки ґрунту при догляді за насадженнями.

Фрезбарабани фрезерних культиваторів відрізняються великою різноманітністю робочих органів, деякі з них представлені на рисунку 2.8. Фрезбарабани виготовленні з грубостінних труб, до яких приварені високоякісні фланці (із сталі "Fe 510" з гарантованою межою міцності 510 МПа або зносостійкої загартованої сталі "ОХ 812". Зварювальні роботи в автоматичному режимі роботами-автоматами, що дозволяє прогнозовано збалансувати міцність матеріалів і їх стійкість до підвищення ударного навантаження.

В стандартній комплектації на культиватори встановлюють зігнуті під прямим кутом, у вигляді літери L або заокругленні, у вигляді літери C ножі.

Ножі зігнуті під прямим кутом більш якісно заробляють рослинні рештки, ніж заокругленні ножі, але вони потребують більшої енергії для роботи і більше ущільнюють ґрунт. Заокруглені ножі більш підходять для рихлих і вологих ґрунтів.

В спеціальних комплектаціях ротори можуть бути укомплектовані прямими ножами, які кріпляться до приварених фланців, або зубами встановлених у кованих фіксаторах.

2. Конструктивна частина

2.1 Передумови до вдосконалення трансмісії фрезерного культиватора

Найбільш перспективним напрямком в в проблемі якісного і швидкого обробітку ґрунту є використання фрезерних культиваторів. Дані машини відрізняються високою продуктивністю і хорошою якістю обробітку ґрунту. Саме тому в даний час в нас в країні і закордоном використовуються різноманітні типи ротаційних машин, які відрізняються як конструкцією робочих органів так і компоновкою їх привода. Необхідно відмітити, що особливістю таких вітчизняних ротаційних машин, як фрезерний культиватор КФГ-3.6, є велике використання енергії, що призводить до великого навантаження привода [12].

Наприклад, майже уся енергія трактора Т-150К, з яким агрегатується фрезерний культиватор при максимальній глибині обробітку ґрунту, використовується на обертання фрези.

Кінематична схема роторного культиватора з механічною трансмісією, з передачею енергії від вала відбору потужності (ВВП) карданного типу представлена на рисунок 3.1.

Фрезерний культиватор навішується за допомогою системи трьох тяг на трактор Т-150К, що забезпечує в роботі взаємне вертикальне переміщення трактора і машини при русі агрегата по нерівностях поля. При роботі агрегата крутний момент від трактора через карданний вал 1 передається конічним редукторомІ і дальше, в залежності від конструкції машини, через вертикальні редуктори 3 і фрезерний барабан 4, у фрезерного культиватора КФГ-3.6 їх два.

Експериментальними дослідженнями було встановлено, що при передачі крутного моменту валом відбору потужності (МВВП на рисунку 3.1) [13] і взаємному переміщенні трактора і машини в шліцьових з'єднаннях вала відбору потужності виникають сили тертя Ртр (показано на рисунок 3.1), які створюють додаткове навантаження на тяги навіски, а також деталі механічної трансмісії, в тому числі вихідні вали конічного редуктора 2 і редуктора відбору потужності трактора.

Конструкція гідрофікованого фрезерного культиватора була розроблена із врахуванням взаємозамінності її з механічним приводом, що дозволяє встановлювати його без зміни кінематичних параметрів.

Установка роздільника сумарного потоку робочої рідини (ДСП) фрезерного культиватора КФГ - 3.6 (рисунок 3.2) дозволяє працювати реверсивним гідромоторам ГМ 1 і ГМІ синхронно, як при виконанні технологічного процесу, так і при необхідності зворотнього прокручування роторів 4, при включенні розподільника (Р) у відповідне положення.

Основні технологічні характеристики механічного привода фрезерного культиватора, отриманої в результаті експериментальних досліджень.

Технічна характеристика фрезерного культиватора КФГ-3.6.

Трактор - Т-150К

Число обертів вала відбору потужності n, рад/c - 104.7

Крутний момент вала відбору потужності Мкр,Н м - 1400

Передаточне число конічного редуктора, U0 - 2.1

Крутний момент на вихідному валу конічного редуктора

Мкр,Н м, - 1250

Число обертів вала конічного редуктора n, рад/c - 61.5

Передаточне число циліндричного редуктора U0, - 4.5

Крутний момент на вихідному валу циліндричного редуктора Мкр,Н м - 5620

Число обертів вала циліндричного редуктора n, рад/c - 13.6



Рисунок. 2.1 - Кінематична схема роторного культиватора з механічною трансмісією.

Даний недолік призвів до необхідності заміни частини механічної трансмісії фрезерного культиватора на гідро об'ємну. Використання гідро об'ємної трансмісії, схема якої показана на рис. 2.2 дозволяє виключити появу додаткових силових факторів в агрегаті і зменшити загальні рівні динамічного навантаження системи навіски, а також привода робочих органів.



Рисунок 2.2-Кінематична схема роторного культиватора з гідравлічною трансмісією.

Вихідними даними при підборі гідромотора для гідравлічної привода фрезерного культиватора КФГ-3.6 є технічна характеристика фрезерного культиватора і технічна характеристика трактора Т-150К. Знаючи робочий тиск в системі трактора Т-150К (рном 16Мпа, Qном=2•106 мі/c - насос НШ-50А-3), був підібраний гідромотор ПМТ-800 (завод-виробник Омскгидропривод) з Мкр=1459Н•м, що забезпечує умову роботи механічної частини привода фрезерного культиватора КФГ-3.6.

Узгодженість по витраті Q і тиску р між насосом і гідромотором в процесі роботи гідросистеми досягалась за рахунок запобіжного клапана (КП), установленого в гідросистемі трактора Т-150К.

В якості синхронізації кутової швидкості для синхронної роботи гідромоторів ПМТ-800 фрезерного культиватора КФГ-3.6 був використаний ділильник потоку МКД-С з сумарною витратою Q=2,67•10-3 м/c з номінальним тиском рном=20 МПа.

2.2 Обґрунтування і розрахунок основних параметрів фрези КФГ-3,6

Вихідні дані:

Ширина захвату, В = 3,60 м.

Швидкість руху агрегата V = 1-2 км/год.

Глибина обробітку ґрунту h = 20 см.

Питомий опір деформації ґрунту = 70 МПа.

1. Діаметр фрезерного барабана

Діаметр фрезерного барабана D по кінцях ножів вибирати за умови забезпечення обробітку ґрунту на задану глибину h і заглиблення лише ножів (інші деталі барабана мають проходити над поверхнею поля, з мінімальним зазором 50…60 мм) Для більшості фрез D = (2,5…3,5) h [13].

2. Кількість ножів, закріплених на одному диску

Основні критерії для вибору кількості ножів z - це подача і гребенистість дна борозни, які задаються відповідними агротехнічними вимогами. Вибирати z потрібно згідно з рекомендаціями та оглядом конструкцій фрез. Частіше всього z =2;4 або 6.

Кількість дисків на барабані:

(2.1)



Приймаємо 6 штук.

де = 0,1...0,15 м - довжина відігнутої частини ножа;

- товщина диска.

3. Кінематичний режим роботи фрези:

(2.2)

де h2 = (0,1…0,15)h - висота гребенів;

R - радіус фрезерного барабана, (R=D/2).

Для польових та садових фрез = 3…8.

4. Частота обертання барабана:

(2.3)

де Vk - колова швидкість барабана, м/с для польових Vk =1…2 м/с.

Отже максимальна частота обертанні барабана фрези не повинна перевищувати 32

5. Подача на ніж.

Визначити з урахуванням гребенистості дна борозни та параметрів барабана:

 (2.4)

Рекомендоване значення S = 0,05…0,15 м.

6. Кут встановлення ножів на дисках, відносно радіуса барабана та кут їх загострення.

Вказані кути визначити за умови найменшого опору різанню та самоочищення під час роботи.

Кут 2 приймають у межах 30….40°.

(2.5)

7. Потужність, яка реалізується фрезою з Г-подібними ножами.

У загальному вигляді потужність, яка витрачається на роботу фрези, розрахувати, як суму трьох видів потужностей:

(2.6)

Де - потужність на деформацію ґрунту, кВт;

- потужність на відкидання стружки, кВт;

- потужність на переміщення фрези по полю, кВт;

Визначальною є потужність , яку визначаємо за формулою:

 (2.7)

де p,H/м; h, м; Vk, м/с; D, м.

с - переріз ґрунтової стружки, мІ, c = sl.

Потужність на відкидання стружки

(2.8)

де kb - коефіцієнт який залежить від форми ножа (kb=0,85…1,0);

y - об'ємна маса ґрунту, кг/мі.

Потужність на переміщення фрези:

(2.9)

де f =0,15…0,20 - коефіцієнт опору перекочування;

Gf - маса (вага) фрези, кгс.

2.3 Розрахунок приводного двоступеневого шевронного циліндричного редуктора

1. Гідромотор

2. Муфта зубчаста

3. Циліндричний редуктор

4. Ланцюгова передача

5. Барабан фрези

Кінематичний розрахунок [14-15].

За початковими даними визначають потрібну потужність приводу, тобто потужність на веденому валу, кВт:

(2.10)

Потім визначаємо потужність на першому валу, кВт:

(2.11)

де

Тут - ККД окремих ланок кінематичного ланцюга.

Визначаємо ККД

Отже, вибираємо двигун з синхронною частотою обертання 1000. Тип двигуна ПМТ-800; Потужність 30,4 кВт; Частота обертання - 800 ; ККД - 97%

Визначаємо частоту обертання на всіх валах.

Діаметр барабана, 600 мм:

Частоти обертання приводного валу, об/хв. 800:

;

;

;

Визначаємо загальне передаточне відношення приводу:

:

Задаємося передаточним відношенням редуктора:

=55=25;

де - передаточні числа швидкохідної і тихохідної ступені редуктора.

Передаточне відношення ланцюгової передачі приймаємо рівним 1:1.

;

Визначаємо потужність на всіх валах, кВт

;

;

;

Визначаємо обертові моменти на валах, Н м:

362,9 Н·м

Н·м

8170 Н·м

2.4 Вибір матеріалу і визначення напруг, що допускаються

Після визначення обертаючих моментів на валах виконують основні проектні розрахунки передач. Початковими даними для розрахунку є: обертаючий момент на колесі Т 2, передавальне число і, схема передачі, термін роботи Lк, характер виробництва - одиничний, дрібносерійний, багатосерійний.

...