Расчет параметров рабочих органов и построение схемы зерноуборочного комбайна Лида 1300

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

комбайн зерноуборочный мощность технологический

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СТРУКТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ МОЛОТИЛЬНОГО АППАРАТА

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СОЛОМОТРЯСА И ОЧИСТКИ

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ МОТОВИЛА

5. АНАЛИЗ РАБОТЫ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА

6. МОЩНОСТЬ, ЗАТРАЧИВАЕМАЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА КОМБАЙНОМ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

На современном этапе экономического и социального развития наступила огромная роль ускорения темпов научно-технического прогресса и повышения эффективности производства во всех областях народного хозяйства.

Главной задачей агропромышленного комплекса является достижение устойчивого роста сельскохозяйственного производства, надёжное обеспечение РБ продуктами питания и сельскохозяйственным сырьём.

Обеспечение дальнейшего подъёма сельского хозяйства определяется использованием возросшего экономического потенциала РБ, крупных капитальных вложений в сельское хозяйство, обеспечение его высококачественными машинами и орудиями производства, строительными материалами, оборудованием и так далее.

Машины для сельского хозяйства нашей республики создаются и применяются в соответствии с системой для комплексной механизации.

Дальнейшее совершенствование и техническое переоснащение отрасли требует более качественной профессиональной подготовки инженерно-технических специалистов для села. Современный инженер-механик должен не только хорошо знать устройство и процесс работы машин и оборудования, но также обладать определенным экономическим и технологическим багажом и видением перспективы применения новой техники для снижения затрат ресурсов и себестоимости продукции.



1. АНАЛИЗ СТРУКТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА

Хлебная масса с поля поступает на рабочие органы зерноуборочного комбайна, производительность которых должна быть согласована между собой. Однако, изменение условий уборки (влажности, урожайности, соотношения зерна и соломы и др.) неодинаково влияет на производительность каждого рабочего органа (мотовила, режущего аппарата, молотильного аппарата, соломотряса, очистки и др.) и поэтому необходимо согласовать при соблюдении агротехнических требований.

В секунду с поля на рабочие органы жатки поступает хлебная масса q_хм (секундная подача, кг/с), которая передается в молотильный аппарат (МА). За счет удара бичей барабана и протаскивания массы в зазор между барабаном и подбарабаньем происходит обмолот зерна и первый этап разделения хлебной массы q_{хм ма} на мелкий ворох, просеваемый через решетку подбарабанья[q_мвоч]_фпоступающий на очистку («О») и грубый ворох [q_гвc]_ф ( солома и непросеянное через подбарабанье зерно и полова). поступает на соломотряс («С»). На соломотрясе выделенное зерно (q_зc) поступает на очистку.

В сумме на очистку поступает

[q_оч]_ф = [q_мвоч]_ф + [q_зс].

На очистке из поступающей массы выделяется зерно (q_з), которое поступает в бункер. Чистота зерна, поступающего в бункер с очистки, должна быть не менее 95%.

При выполнении технологического процесса часть зерна теряется.

Суммарные потери

?p= p_ж+p_ма+p_с+p_о,

где ?p - суммарные потери при выполнении технологического процесса;

p_ж- потери за жаткой (p_ж ? 1%);

p_ма- потери за молотильной аппарат (p_ма? 0,3-0,5%);

p_{с -} потери за соломотрясом (p_с? 0,5%);

p_о - потери за очисткой (p_о? 0,3%).

Суммарные потери за комбайном не должны превышать 1,5 %.

Из рабочих органов зерноуборочного комбайна наиболее производительными являются мотовило и режущий аппарат, а пропускная способность (секундная подача) и следовательно производительность молотильного аппарата зависит от параметров и режимов работы соломотряса и очистки. Если один из рабочих органов будет перегружен, то технологический процесс комбайном не будет выполняться в соответствии с агротехническими показателями.

Целью анализа процесса выполнения технологического комбайна является определение пропускной способности рабочих органов при допустимых потерях. По наименьшей из них [q_ф]_мin определяется производительность комбайна и рабочая скорость.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ МОЛОТИЛЬНОГО АППАРАТА

Работа рабочих органов молотильного аппарата определяется следующими входными параметрами (исходными данными):

Q -- урожайность зерна, ц/га (Q=39 ц/га);

д -- содержание зерна в хлебной массе, (д =0,32);

w -- абсолютная влажность хлебной массы, % (w=18,5%);

L_ср -- средняя высота хлебостоя, м (L_ср=0,74м);

у -- коэффициент использования номинальной пропускной способности комбайна (у=1,35).

ш - коэффициент засоренности (ш=0.18).

Номинальная пропускная способность молотильного аппарата зерноуборочного комбайна «Лида-1300» -- q_o= 7,5…8,4кг/c.

Соотношение зерна и незерновой части оценивается коэффициентом соломистости:

,

где m_с-- масса незерновой части срезанных стеблей;

m_з-- масса зерна;

Коэффициент соломистости в убираемых культур изменяется в широких пределах: он больше для длинностебельных малоурожайных и меньше для короткостебельных высокоурожайных. Средние значения в для зерновых культур: ржи - 0,65...0,75.

Cодержание зерна в хлебной массе оценивается коэффициентом д:

.

Между приведенными коэффициентами существует простая связь:

д = 1-в;

в = 1-0,32=0,68.

В условиях, отличных от номинальных, пропускная способность q_ф зависит от соотношения зерна и не зерновой части хлебной массы.

С увеличением содержания зерна в хлебной массе фактическая подача q_ф увеличивается, и наоборот. Когда д_о= д, то q_фи q_н равны. При д>д_оподачаq_ф превышает номинальную.

Фактическая подача q_ф зависит также от вида, засоренности, влажности культуры и других показателей. Влияние указанных факторов учитывается коэффициентом использования номинальной пропускной способности у.

Коэффициентом использования номинальной пропускной способности молотилки у уменьшается с увеличением засоренности и влажности (w>20%) хлебной массы. Численное значение коэффициента у изменяется от 0,25 до 1,5 в зависимости от урожайности При этом чем больше масса 1000 зерен, тем выше значение у.

Допустимая подача хлебной массы в молотильный аппарат при номинальной пропускной способности комбайна и эталонной соломистости определяется по формуле:

,

где Z -- число бичей, шт.;

L_б -- длина барабана, м;

q_o -- допустимая удельная нагрузка, кг/м;

При выборе значения q_о необходимо учитывать урожайность, соломистость и влажность. Большие значения следует принимать при большем содержании зерна д (меньшем в) в хлебной массе и меньшей влажности w (%), и наоборот, а также, что более легко обмолачиваются пшеница и рожь и более трудно --ячмень.

Так как в молотильный аппарат поступает хлебная масса с показателями, отличными от эталонных при номинальной пропускной способности комбайна, то фактическая пропускная способность молотильного аппарата определится по выражению:

,

где ш - коэффициент засоренности (ш = mМ/mВ- отношение массы мякины к массе вороха, поступающего на очистку);

в - фактическое (заданное) значение коэффициента соломистости;

в0 - эталонное значение коэффициента соломистости (при проектировании молотилок зерноуборочных комбайнов и оценке их работы принимают в0 = 0,60).

Принятое значение фактической пропускной способности молотильного аппарата сравниваем с пропускной способностью, определенной с учетом загрузки соломотряса и очистки.

Поскольку [q]<[qМА]Ф, то все дальнейшие расчеты выполняем

по [qМА]Ф = 7.8 кг/с.

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СОЛОМОТРЯСА И ОЧИСТКИ

Назначение соломотряса -- выделить зерно, которое и поступает вместе с соломой и половой на соломоотделитель. В комбайнах с классической схемой молотильно-сепарирующего устройства наиболее распространены клавишные соломотрясы. Они подбрасывают, вспушивают и растаскивают ворох, а также транспортируют солому к соломонабивателю или измельчителю. Клавишные соломотрясы бывают с четырьмя или пятью клавишами. Корпус клавиши шарнирно соединен с двумя коленчатыми валами одинакового радиуса колен (r_c). Валы и клавиши образуют четырехзвенный параллелограммный механизм. Каждая точка клавиши совершает плоскопараллельное движение по окружности радиуса r_c. Колена валов двух соседних клавиш смещены на некоторый угол, который зависит от их количества.

Выделение зерна из вороха происходит за счет просеивания зерна через пространственную решетку соломы и жалюзийные решетки клавиши и характеризуется коэффициентом сепарации (отношением количества зерна просеянного на определенном участке соломотряса к количеству поступившего на этот участок зерна). Коэффициент для данных условий величина постоянная и в основном зависит от толщины слоя соломы перемещаемого по соломотрясу, которая в свою очередь зависит от подачи соломы, размеров соломотряса и средней скорости перемещения соломы по клавишам.

Режим работы соломотряса принято оценивать показателем кинематического режима

.

От показателя k зависит амплитуда встряхивания и скорость движения вороха V_ср вдоль клавиши. С повышением скорости уменьшается толщина слоя соломы и сокращается время пребывания ее на соломотрясе. При уменьшении толщины слоя соломы сепарация увеличивается.

Для определения фактической загрузки молотильного аппарата в зависимости от параметров соломотряса при допустимом коэффициенте потерь необходимо выполнить следующие расчеты и графические действия.

3.1. Определяем кинематический режим работы соломотряса и угол отрыва соломы от клавиши:

- радиус коленчатого вала соломотряса

;

- угловая скорость точек клавиши

,

где n_c - частота вращения коленчатого вала соломотряса,

.

.

- фаза отрыва (подбрасывания)соломы

где - угол наклона клавиши к горизонту, град

С - коэффициент, учитывающий запаздывание подбрасывания соломы.

Коэффициент С зависит от величины k и определяется зависимостью

С = 0,5 (1 + k)=0,5 (1+2,53)=1,765.

- угол поворота коленчатого вала, при котором происходит отрыв соломы от клавиши

3.2. Рассчитаем траекторию полета соломы после отрыва от клавиши в координатах XOY с началом координат в точке отрыва, для чего:

- определим время одного поворота коленчатого вала соломотряса:

- выбираем промежуток времени t, через который будем рассчитывать координаты x и y так, чтобы получилось 7 точек t = 0,04с;

- рассчитываем промежуточные координаты траектории полета соломы. Учитывая, что после отрыва от клавиши, солома совершает свободный полет, координаты траектории определяют по уравнениям:

;

Расчеты представим в табличной форме (таблица 1).

Таблица 1

Параметры траектории движения частицы соломы по соломотрясу

Время Параметры	t1=0,04	t2=0,08	t3= 0,12	t4=0,16	t5=0,20	t6=0,24	t7=0,28
хi	28,2	53	74,1	91,8	105,86	116,4	123,5
уi	25,07	34,92	29,56	11,85	-26,86	-75,06	-144,2
=	51.3	102.6	153.9	205.2	256.6	307.9	359.2

3.3. Строим траекторию полета соломы по полученным значениям x и y, положения клавиши при повороте на угол и средней скорости перемещения соломы (формат А3 графической части курсового проекта).

Для определения перемещения соломы по соломотрясу производим построения:

- вычерчиваем окружность радиусом r_с колена вала соломотряса;

- под углом (угол наклона клавиши к горизонту) проводим прямую проходящую через точку О оси колена (положение клавиши в начальный момент);

- от этой прямой отлаживаем угол щt_o отрыва соломы от клавиши и отмечаем точкуА;

- путь, пройденный частицей соломы за один оборот вала, определится путем построения траектории полета частицы соломы, для чего;

-- начало координат располагаем в точке А (ось X направляем параллельно положению клавиши, а ось Y перпендикулярно к ней);

-- по полученным значениям х_i и y_i построить траекторию движения соломы.

3.4. Определим точку встречи частицы соломы с клавишей, учитывая следующее. Клавиша совершает плоско-параллельное движение, а ось колена вала - круговое и будет занимать положения 1', 2', 3', и т.д.

Когда ординаты одноименных точек, в которых находится солома и клавиша, совпадут, произойдет встреча соломы с клавишей. Если же они не совпадают, то момент встречи можно определить путем интерполяции.

Для этого необходимо соединить прямыми точки 5 и 5, 6 и 6 и через точку пересечения этих прямых провести линию, параллельную поверхности клавиши (под углом =13° к горизонту).

Расстояние между точками a и b будет представлять путь S перемещения соломы за одно подбрасывание.

3.5. Средняя скорость соломы за одно подбрасывание

.

3.6. С учетом длины соломотряса определим значение коэффициента сепарации , при котором произойдет полное выделение оставшегося в соломе зерна:

,

где L_с -- длина соломотряса, см; L_с=365 см (приложение таблица П1);

е -- коэффициент сепарации зерна декой молотильного аппарата;

p_с-- допустимые потери за соломотрясом (не более 0,5%).

Коэффициент сепарации зерна декой е находится в пределах: для комбайна «Лида -1300» -- 0,88…0,95.

3.7. Определим максимально допустимую толщину слоя соломы [h_с],при которой обеспечивается сепарация зерна соломотрясом при допустимых потерях:

где hoc-- номинальная толщина слоя соломы, при которой определяется значениие _o,м (h_ос = 0,2 м);

-- коэффициент сепарации зерна соломотрясом; для данного типа комбайна;

_o -- номинальное значение коэффициента сепарации, _o=0,018 1/cм при толщине слоя соломы h_ос;

m -- показатель степени (m = 0,8...1.2).

Большие значения m относятся к легким условиям. При уменьшении содержания зерна д в соломе и увеличении влажности w показатель должен быть уменьшен, и наоборот. (Примем m=1).

3.8. Определим пропускную способность соломотряса по грубому вороху [q_гв]_max при максимально допустимой толщине слоя соломы:

где B_с -- общая ширина соломотряса, м; В_с=1,284м (приложение таблицаП1);

-- объемная масса соломы, выбирается в зависимости от влажности и вида культуры (= 10...20 кг/м³), (Примем .).

3.9. Вычислим пропускную способность комбайна по соломотрясу (максимально допустимую подачу хлебной массы в молотилку по технологическим возможностям соломотряса):

.

Сравниваем значения фактической пропускной способности комбайна по молотильному аппарату [q_ма]_ф и по соломотрясу , принимаем для дальнейших расчетов меньшее из полученных значений.

Так как [q_ма]_ф>принимаем для расчетов=6.3 кг/с.

Для определения фактической пропускной способности комбайна по технологическим возможностям очистки при допустимом коэффициенте потерь выполним следующие расчеты.

3.10. Определим допустимую максимальную загрузку очистки по мелкому вороху [q_мв]_max = q_оч, обеспечивающую процесс выделения зерна с учетом агротехнических требований:

где Fр- площадь сепарирующей поверхности решет очистки, мІ; Fр=4,21 мІ (приложение таблица П1);

q_оч- допускаемая нагрузка на 1 мІ сепарирующей поверхности решета, кг/с· мІ (q_оч= 1,5…2,5 кг/с· мІ, меньшие значения относят к уборке хлебов высокой влажности, большие - низкой влажности).

3.12. Определим допустимую пропускную способность комбайна по очистке (максимально допустимую подачу хлебной массы в молотилку с учетом пропускной способности очистки):

где k₀ - коэффициент, характерезующий работу молотильного устройства и соломотряса в зависимости от влажности (при влажности w = 15%, k₀ =1, выше w=15% - k₀ = 0,8…0,9). (Принимаем k₀ = 0.8)

3.13. Сравниваем фактическую пропускную способность комбайна по молотильному аппарату [q_ма]_ф, соломотрясу и очистке и выбираем из них наименьшее значение (== 6.3кг/с ), по которому определяем рабочую скорость машины:

,

где Qз -- урожайность зерна, ц/га; Q=39ц/га, (из задания);

B -- ширина захвата жатки, м; м (приложение таблица П1). Ширина захвата жатки выбирается исходя из комплектации комбайна жатками, обеспечивая максимальную производительность с учетом допустимой агротехническими требованиями скорости движения комбайна

(Vм доп=0,8…2,2 м/с).

3.14. Производительность за 1 час основного времени смены:

.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ МОТОВИЛА

Мотовило обеспечивает подвод стеблей режущему аппарату, удержание их в период среза и подачу их к транспортирующим устройствам.

Качество работы мотовила зависит от радиуса мотовила R, высоты H оси мотовила относительно режущего аппарата в вертикальной плоскости и выноса C в горизонтальном направлении и показателя кинематического режима л.

Среднее значение показателя кинематического режима определяется отношением окружной скорости планки мотовила к поступательной скорости машины:

= щмR/Vм.

Для определения параметров мотовила выполняем следующие расчеты и графические построения.

4.1. Определяем показатель кинематического режима:

где l_ср -- длина срезаемой части стебля, м;

R -- радиус мотовила,м; R=0,539м

Длина срезаемой части стебля определяется как

l_ср = L-h= 0,74 - 0,18 = 0,56 м,

где Lср- средняя высота хлебостоя, м; Lср =0.74м (из задания);

hср- средняя высота среза, м; h_cp=0.18м (из задания);

4.2. Определим значений показателя кинематического режима в зависимости от предельных значений длин срезаемой части и высоты среза:

где lср max- максимальная длина срезаемой части стебля, м;

lср min- минимальная длина срезаемой части стебля, м.

Максимальная и минимальная длина срезаемой части стебля находятся по выражениям:

;

где Lmax, Lmin - соответственно максимальная и минимальная высота стеблестоя, м;

hmax, hmin - соответственно максимальная и минимальная высота среза хлебостоя, м.

L_{mаx, min} = L ± ?L;

L _mаx = 0,74 + 0,2 = 0,94м;

L _min = 0,74 - 0,2 = 0,54м.

h_mаx= 0,18+0,05=0,23 м;

h_min= 0,18-0,05=0,13 м.

4.3. Проверим максимально допустимое значение показателя кинематического режима из условия невымолота зерна из колоса планкой мотовила в момент взаимодействия ее с колосом

где V_у -- допустимая скорость удара планки мотовила, м/с. Принимаем

V_у = 4,51м/с;

V_м -- скорость машины. (Из расчетовV_м=1,2 м/с).

Потери зерна pм от вымолота планками мотовила не должны превышать 0,2%, а допустимая скорость удара V_у взависимости от влажности зерна w для различных культур может быть определена из графика рисунка 5.1. (Принимаем для ржи V_у = 4,51 м/с).

4.4. Определим пределы варьирования частоты вращения мотовила с учетом значений кинематического режима _min и _max:

мин ^{- 1}.

мин ^-1.

Вывод: Сравнивая полученные значения nм min и nм max с техническими параметрами привода мотовила (приложение таблица П1 nм min =5 и nм max=49) видим, что данный механизм привода может обеспечить частоту вращения мотовила необходимую для уборки ржи при данных условиях.

4.5. Определим высоту установки оси мотовила над режущим аппаратом.

Средняя высота установки оси мотовила

Учитывая, что высота установки мотовила зависит от высоты стеблестоя, минимальный и максимальный пределы установки оси мотовила относительно режущего аппарата будут:

,

._.

4.6. Максимальную высоту установки мотовила над режущим аппаратом, проверим из условия обеспечения касания планки стебля выше центра его тяжести, но ниже колоса:

м,

где k = 2/3 - для прямостоящего нормального и высокого хлебостоя;

k = 1/2 - для короткостебельного хлебостоя.

4.7. Минимальную высоту установки оси мотовила проверим на обеспечения минимально допустимого зазора между планкой мотовила и режущим аппаратом:

Н_min>R+(0,1…0,15) = 0,539 + 0,1=0,639м.

Величина перемещения оси мотовила по вертикали, которую должен обеспечить механизм:

ДH = Hmax - Hmin = 1.3- 0,639= 0,65 м.

Вывод: Сравнивая полученные параметры установки мотовила с технической возможностью жатки (приложение таблица П1) видим, что данный механизм может обеспечить необходимую высоту оси мотовила для уборки ржи при данных условиях.

4.8. Построить траекторию конца планки мотовила (формат A3 графической части курсового проекта) для показателей Lср, hср и ср.

Порядок построения следующий:

- определить положение луча планки через равные промежутки времени, для чего радиусом R, в выбранном масштабе, провести окружность и определить путь машины за один оборот мотовила по выражению:

м.

- отложить от центра окружности путь S_o и разделить на 12 частей, пронумеровав полученные точки 0, 1, 2, 3 и т.д.;

- из точек 0, 1, 2, 3 и т. д. провести прямые линии параллельно направлению движения оси мотовила, затем из точек 0, 1', 2', 3' и т.д. радиусом R сделать засечки на соответствующих прямых, проведенных из точек 0, 1,2,3 и т. д.;

- полученные методом засечек точки 0, 1, 2, 3 и т. д. соединить плавной кривой, которая и будет представлять траекторию планки (трохоиду).

4.9. Определим коэффициент воздействия мотовила на стебли:

,

где Sz - шаг мотовила.

Шаг мотовила определяется по выражению:

м,

где Z - число планок мотовила, Z=6 (приложение таблица П1).

Для определения коэффициента воздействия планки мотовила на стебли из графического построения определим теоретическую ширину b полоски стеблей и вынос оси мотовила C относительно режущего аппарата, для этого:

- проведем линию, представляющую поверхность поля на расстоянии

Н_ср + h_ср от линии перемещения оси мотовила;

- определим положение стебля в момент входа планки мотовила в хлебостой, для чего проведем касательную к петле трохоиды, обозначим точку m и от нее отложим величину ma равную длине стебля L_cр;

- из точки m радиусом, равным L_ср проведем дугу, обозначим на второй ветви петли трохоиды точку d, которая соответствует выходу планки из стеблестоя;

- на полученной схеме обозначим и определим значения:

- теоретическую ширину b полосы стеблей, срезаемых при воздействии планки;

- максимальный вынос мотовила по горизонтали C_max, для чего из точки d радиусом R выполним засечку на линии движения центра мотовила (точка d') и замерим расстояние по горизонтали между точками d' и e (e - положение режущего аппарата);

- расстояниеС, равное отрезку горизонтальной прямой от центра оси мотовила d до точки d' выхода планки из стеблестоя.

Определить b_dс учетом коэффициента взаимодействия стеблей по формуле:

b_d = b = 0,13·1,7 = 0,22 м.

Коэффициент учитывает взаимодействие стеблей в зависимости от густоты растений, высоты стеблестоя, жесткости стеблей и глубины погружения планки. На густом длинном стеблестое значение коэффициента больше, на редком и коротком - меньше ( = 1,0 - 1,7)

Коэффициент при С определяется по выражению:

Анализируя данное выражение, следует сделать вывод, что зависит как от конструктивных (Z,R), так и от регулируемого параметраС. При увеличении выноса оси мотовила вперед коэффициент увеличивается до определенного значения, определяемого расстоянием С.

Исследуя данную зависимость на экстремум получим

Подставляя Сmax в выражение для , получим аналитическое выражение определения при максимальном выносе:

При расположении оси мотовила над режущим аппаратом, т.е. при С=0, коэффициент воздействия планки мотовила на стебли следует определять по выражению:

Вывод: Навеличину коэффициента воздействия планки мотовила на стеблестой влияет вынос оси мотовила. Причем с ростом выноса оси мотовила растет и коэффициент воздействия .

5. АНАЛИЗ РАБОТЫ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА

Таблица 2

Размерные характеристики сегмента и противорежущей части (пластины) пальца режущего аппарата

Марка комбайна	Размеры, мм
	T	l	B	F	b2	b1	H	S	M
«Лида-1300»	76	15	80	32	18	22	52	86	0

5. Режущий аппарат с использованием в приводе механизма Шумахера.

В зерноуборочном комбайне «ЛИДА-1300» ход S ножа превышает шаг сегментов t и пальцев t_о:

? ход ножа (из условия):

S = 86 мм.

? скорость перемещения ножа

u_{н ш} = (30 щ V_р) / р n_ш,.

5.1. Определение скорости начала и конца резания (формат A3 графической части курсового проекта):

? на расстоянии t = t_o = 76,2 мм провести осевые линии перемещения двух соседних пальцев режущего аппарата и отметить ширину противорежущей пластины;

? определить величину смещения осей симметрии сегментов относительно осей симметрии пальцев

?S = (S ? t) / 2 = (86 - 76) / 2 = 5 мм;

? провести оси симметрии сегментов) и вычертить сегменты согласно данным таблицы 2;

? обозначить режущие кромки AB и A₃B₃ сегментов;

? провести ось ординат С_y.

Закономерность изменения скорости перемещения ножа с механизмом Шумахера отличается от закономерностей рассмотренных выше приводов. Изменение скорости перемещения ножа с механизмом Шумахера происходит по трапеции, скорость ножа в пределах среза стеблей по величине постоянна.

В связи с отсутствием информации по теории движения ножа с применением механизма Шумахера, в первом приближении высоту (ординату y_ш) трапеции следует определять исходя из допустимой скорости резания ([V_р] = 1,5…2,0 м/c) для зерновых культур и с учетом частоты вращения ведущего вала механизма привода режущего аппарата для комбайна «ЛИДА - 1300»

y_ш = V_р / щ_ш.

Частота вращения ведущего вала механизма:

где - частота вращения ведущего вала механизма (приложение В).

Высота трапеции с учетом скорости резания V_рш:

? отметить положение точек А - начала координат xAy и 0 - центра полуокружности;

? радиусом r = S/2 = 43 мм провести полуокружность с центром в точке 0;

? на высоте y_ш, провести горизонтальную линию до пересечения с полуокружностью в точках E и F;

? провести наклонные линии СЕ и DF.

В системе координат xCy ломаная линия CEFD представляет собой закономерность изменения скорости перемещения ножа;

? переместить режущую кромку АВ сегмента в положение А₁В₁ и из точки А₁ провести ординату А₁k₁ = y_н = y_ш;

? переместить режущую кромку А₁В₁ сегмента в положение А₂В₂ и из точки А₂ провести ординату А₂k₂ = y_к = y_ш;

? нанести перемещение x_н ножа до начала резания, x_к - в конце резания и x_р - в течение процесса резания;

? замерить ординаты y_н и y_к, определить скорости начала и окончания резания

V_рн = щ_ш y_н = щ_ш y_ш и V_рк = щ_ш y_к = щ_ш y_ш.

5.2 Построение траектории абсолютного движения точек ножа (формат A3 графической части курсового проекта).

Вычертить положение сегментов и пальцев и, используя закономерность скорости резания, построить траектории абсолютного движения точек режущего аппарата с приводом Шумахера.

Для этого:

? радиусом r = S / 2 провести полуокружность с центром в точке 0;

? разделить полуокружность на 6 равных частей и обозначить точки 1; 2; 3…6;

? определить величину перемещения машины за один ход ножа - подачу на нож, по выражению:

? из точки D провести ординату z, отложить на ней величину подачи L на нож и разделить на шесть частей, как и полуокружность, обозначив соответственно точки 1; 2'; 3'...6';

? найдем координату точки Е и F по оси z из выражения:

где L - подача на нож;

угол рассчитываем по выражению;

? провести из точек пересечения лучей-радиусов с трапецией вертикальные линии, а из точек 1; 2'; 3'...6' - горизонтальные - до их взаимного пересечения в точках, которые и будут промежуточными точками траектории;

? соединить эти точки кривой, которая представляет собой траекторию перемещения точек активной части лезвия сегмента ножа;

? соединить этой траекторией точки А и А₁, а также В и В₁.

5.3 Построение графика пробега активной части лезвия сегмента и диаграммы высоты стерни.

Для привода ножа с механизмом Шумахера исходными данными являются: шаг сегментов и пальцев - t = t₀ = 76,2 мм; ход ножа - S = 86 мм; ?S = 5 мм, подача на нож - L=59 мм.

Вычертить график пробега активной части лезвия сегмента и диаграммы высоты стерни для стеблей, расположенных по линии m - m или m₁ - m₁ (формат A2 графической части курсового проекта).

? на расстоянии S провести осевые линии перемещения двух соседних пальцев режущего аппарата и ширину противорежущей пластины;

? вычертить четыре (I, II, III, IV) положения сегмента на расстоянии L друг от друга;

? траекторией абсолютного перемещения точек сегмента соединить крайние точки соответствующих режущих кромок сегмента;

? определить графически величину угла Q (направление отгиба стеблей), для этого отложив по горизонтали рr, а по вертикали - L;

? отметить точки a, b, c, d, e пересечения траекторий с линией m - m;

? предполагая, что срезаются стебли, растущие по линии m - m, графически определить отгибы: поперечный - q₂ и максимальный продольный - q₃.

Из графика пробега активной части лезвия сегмента следует, что стебли, которые расположены на отрезках ab и de срезаются режущей кромкой AB сегмента без отгиба у противорежущей пластины правого пальца при прямом ходе ножа (слева направо ? соответственно из положения I в положение II и из III в IV). Стебли, расположенные на отрезка bc, отгибаются режущей кромкой CD сегмента при обратном ходе ножа (справа налево ? из положения II в положение III) и срезаются с поперечным отгибом q₂ у левого пальца.

Стебли, расположенные на отрезке cd, отгибаются пальцевым брусом вперед по ходу комбайна и срезаются в точке d с разным по величине продольным отгибом, максимальная величина которого равна q₃. При каждом последующем ходе ножа картина изменения высоты стерни будет циклически повторяться.

Построение диаграммы высоты стерни. Для этого:

? провести линию, соответствующую поверхности поля;

? из точек a, b, c, d и e провести линии до пересечения с поверхностью поля;

? на участках ab и de высота среза соответствует высоте установки режущего аппарата - h (срез осуществляется без отгиба - q = 0);

? для определения высоты стерни при срезе стеблей с отгибом, расположенных на участке bc, отложить величину поперечного отгиба q₂ и определить высоту стерни;

? для определения величины отгиба на участке cd отложить величину продольного отгиба q₃, разделив на несколько равных по величине частей, и определить высоту стерни с учетом переменной величины отгиба.

Стебли, растущие в треугольнике cdk, срезаются в точке d с разными отгибами при перемещении сегмента из положения III в положение IV.

Для определения величины отгиба стеблей, расположенных на линии m₁ - m₁ необходимо:

? на графике пробега активной части лезвия сегмента между режущими кромками левого и правого пальцев провести линию m₁ - m₁;

? обозначить точки a₁, b₁, c₁, d₁, e₁ пересечения траекторий с линией m₁ - m₁;

? графически определить отгибы этих стеблей при срезе: поперечные - q₂₁ и q₂ и максимальный продольный - q₃.

Стебли, которые растут на отрезках a₁b₁ и d₁e₁, отгибаются режущей кромкой AB сегмента и срезаются с поперечным отгибом q₂₁ у противорежущей пластины правого пальца при прямом ходе ножа. Стебли с отрезка b₁c₁ отгибаются режущей кромкой CD сегмента при обратном ходе ножа и срезаются с поперечным отгибом q₂ у левого пальца. Стебли с отрезка c₁d₁ срезаются в точке d с разным по величине продольным отгибом, максимальная величина которого равна q₃.

6. МОЩНОСТЬ, ЗАТРАЧИВАЕМАЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА КОМБАЙНОМ

Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия:

N_дв ? N_т,

где N_дв - мощность двигателя, кВт;

N_т - мощность, необходимая для выполнения технологического процесса, кВт.

Мощность, необходимая для выполнения технологического процесса комбайном,

,

где N_р - мощность, затрачиваемая на процесс резания, кВт;

N_ма - мощность на привод молотильного барабана, кВт;

N_ро - мощность на привод остальных рабочих органов (принимать из Приложения В), кВт;

N_п - мощность на перемещение комбайна, кВт.

6.1 Мощность, необходимая для выполнения процесса резания,

где T_max - максимальная сила, действующая в приводе ножа, Н;

? угловая частота вращения ведущего вала привода, 1/с;

r ? радиус кривошипа механизма привода ножа, м.

В процессе резания на нож режущего аппарата действуют силы

где R_cр - среднее значение силы сопротивления срезу стеблей, Н;

- сила инерции масс ножа, возникающая за счет непостоянства скорости перемещения ножа, Н;

F - сила трения ножа по пальцевому брусу, вызываемая его силой тяжести, Н.

Для дальнейших расчетов принимаем большее

6.1.1 Сила сопротивления срезу стеблей зависит от площади нагрузки и густоты стеблестоя

где - удельная работа, затрачиваемая на срез растений с 1 см²

( = (1…2)10^-2 Дж/см² для зерновых культур). Большие значения необходимо принимать при срезе ржи и пшеницы, а меньшие - для ячменя и овса;

f_н - площадь нагрузки на лезвие сегмента, см²;

х_н и х_к - величина перемещения ножа, соответствующая началу и концу резания, м.

Площадь нагрузки на лезвие сегмента

где L - подача, см;

S - ход ножа, см.

Число сегментов z:

(принимаем z=56).

где B - ширина захвата жатки, м;

t - ширина сегмента, м.

6.1.2 Сила инерции

? для механизма Шумахера

где m_н - масса ножа, кг;

щ - угловая частота вращения ведущего вала привода (по технической характеристике комбайна), с^-1;

r - радиус кривошипа механизма привода ножа (r = S / 2), м;

6.1.3 Максимальное значение силы инерции (при х = 0 и х = S): ? для механизма Шумахера

где m_н ? общая масса ножа (), кг;

m₀ ? масса одного погонного метра ножа (m_o = 2,0…2,2 кг/м).

6.1.4 Сила трения

где - сила тяжести ножа, определяемая из расчета его длины; f - коэффициент трения (f = 0,25…0,30).

6.1.5 По результатам расчетов построить графики изменения сил R_cр, P_j и F сопротивления, действующих на нож (формат A2 графической части курсового проекта):

- сила сопротивления срезу R_cр графически представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс на отрезке от начала х_н до конца х_к резания;

- сила P_j инерции для механизма Шумахера графически изменяется по ломаной HMKL прямой, характер которой определяется координатами х₁ при V_р = const;

- максимальное значение (в точках H и L) силы инерции для механизма Шумахера определяется по выражению

;

- на отрезке MK сила инерции для механизма Шумахера равна 0;

- координаты х_1, есть проекция отрезка СЕ на ось х:х₁=13,2;

- сила F трения графически отображается линией, параллельной оси абсцисс;

По максимальной суммарной силе T_max для соответствующих типов приводов режущего аппарата определить мощность, затрачиваемую на преодоление сил сопротивления резанию.

6.2 Мощность, необходимая для обмолота (N_о) и на холостой ход (N_x):

.

6.2.1 Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений от взаимодействия бичей с растительной массой,

где [q_min]_ф - секундная подача массы, [q_min]_ф =6,3кг/с;

а_т и b_т - коэффициенты, зависящие от состояния и сорта культуры и конструктивных параметров молотильного устройства (для барабанно-декового аппарата а_т = 100…120 Н·(кг/с)^-1 и b_т = 8…10 Н(кг/с)^-2.

Принимаем а_т = 100 Н·(кг/с)^-1, b_т = 8…10 Н(кг/с)^-2 u_б=30;

Большие значения коэффициентов соответствуют длинносоломистому стеблестою большей влажности и меньшей длине барабана, а меньшие - короткостебельному хлебостою меньшей влажности и большей длине барабана.

6.2.2 Мощность N_x холостого хода затрачивается на преодоление сил трения в опорах и сопротивление воздуха

где а_х - коэффициент сил трения (для бильных барабанов а_х = 0,85…0,90 Н на каждые 100 кг массы барабана (масса «ЛИДА - 1300» - 320 кг);

b_x - коэффициент, зависящий от плотности воздуха, формы и размера вращающихся частей барабана (для бильных барабанов b_x = 0,055…0,090 Нс²/м²).

6.3 Мощность, необходимая для передвижения комбайна,

где P - усилие затрачиваемое комбайном на перекатывание, Н;

з_тр - КПД трансмиссии ходовой части комбайна (з_тр = 0,87);

з_б - коэффициент буксования (з_б = 0,95…0,98).

Сопротивление перекатыванию

где f - коэффициент сопротивления качению (f = 0,07…0,09 - стерня после уборки зерновых);

- сила тяжести комбайна, кН (приложение А);

i - уклон поля, %.

Масса m_к комбайна

где m_э - эксплутационная масса комбайна, т;

?m - масса технологического материала, находящегося в бункере и копнителе комбайна, т (В данном случае ?m=5000кг).

6.4 Мощность N_ро затрачиваемая на привод остальных рабочих органов (приложение А), примем N_ро =55кВт.

6.5 Общая потребляемая комбайном мощность на выполнение технологического процесса

где N_р - мощность, затрачиваемая на процесс резания, кВт;

N_ма - мощность на привод молотильного барабана, кВт;

N_ро - мощность на привод остальных рабочих органов

6.6 Сравнить расчетную потребляемую мощность с мощностью двигателя комбайна и дать заключение.

Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия:

N_дв ? N_т,

где N_дв - мощность двигателя, кВт;

N_т - мощность, необходимая для выполнения технологического процесса, кВт.

N_п - мощность на перемещение комбайна, кВт.

Вывод: Сравнивая расчетную мощность комбайна на выполнение технологического процесса с мощностью двигателя комбайна видим, что условие обеспечения работы комбайна (N_дв? N_к ) выполняется:

кВт



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте определены основные параметры настройки и производительности зерноуборочного комбайна Лида-1300 для уборки ржи урожайностью 39ц/га.

Технологическая модель комбайна вычерчена на формате А1 с указанием определенных основных параметров рабочих органов заданной марки комбайна.

Применение данного проекта позволяет снизить потери урожая при уборке сельскохозяйственной культуры.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ходосевич В.И., Радишевский Г.А.и другие Определение основных параметров настройки и производительности зерноуборочного комбайна. Мн.: БГАТУ, 2007.

2. Новиков А.В., Липский Н.Ю. Методические указания по оформлению курсовых и дипломных проектов. Мн. БИМСХ, 1983.

3. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные мелиоративные машины. М. «Колос», 1994.

4. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машин. Элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров. М. Колос, 1980.

5. Босой Е.С. и др. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин. М. Машиностроение, 1978.

6. Сташинский Р.С., Липский Н.Ю., Галимский Т.П. Лабораторные работы. Мн. БИМСХ, 1986.

7. Практикум по сельскохозяйственным машинам. Для с.-х вузов по спец. «Механизация сел. хоз-ва»/ И.Р. Размыслович, Р.С. Сташинский, В.И. Ходосевич и др. Мн. Ураджай, 1997. 25 с.

8. Липский Н.Ю. Определение основных параметров настройки зерноуборочного комбайна. Мн. БГАТУ, 2004.

9. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины. Теория, расчет проектирование и испытание. Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, Москва 1955 Ленинград.

10. Турбин Б.Г. и др. Сельскохозяйственные машины. Теория, конструкция и расчет. М. Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, Москва 1963 Ленинград.

Размещено на Allbest.ru

...