Расчет параметров рабочих органов зерноуборочного комбайна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия.

Курсовая работа

Расчет параметров рабочих органов зерноуборочного комбайна

Выполнил студент 4 курса

инж. ф-та гр.20 Глушков А.А.

Проверил: Ошурков М.В.

Н. Новгород 2004

Содержание

1. Расчет параметров мотовила

2. Расчет параметров режущего аппарата

3. Расчет молотильного аппарата

4. Расчет параметров соломотряса

5. Расчет основных параметров грохота

6. Расчет параметров вентилятора

1. Расчет параметров мотовила

Окружная скорость планок мотовила.

U = Vм * л

U = 1,2*2,15=2,58

Радиус мотовила.

R1 = = = 0,69 м

R2 = ,

где К - коэффициент, характеризующий центр тяжести стеблей.

К =

К =

R2 =м

RД = = 0,685м

Скорость вращения мотовила.

ю =

ю = с-1

Перемещение машины за один оборот мотовила.

Sм = = = 2 м

Sм = = = 2 м

Максимальная ширина петли.

Bmax =

Bmax = м

Число планок мотовила.

Z1 = =

Z1 = 4

Шаг планок мотовила.

t = = м

Высота установки оси мотовила над режущим аппаратом.

h = lСТ - НСР + = 1,1-0,15+м

где - характеризует положение планки мотовила входящей в стеблестой.

Степень воздействия мотовила на стеблестой.

при нулевом выносе

з0 = =

при максимальном выносе

зmax = , где amax = 0

зmax = 0,52

КПД взаимодействия мотовила с ножом. Это показатель характеризующий ширину полосы стеблей, которую срезает нож при взаимодействии планки.

з = , где b = 0,08

з =

Коэффициент холостого хода мотовила.

зхх = , где b' = 0,17

зxx =

Коэффициент, характеризующий пропуски мотовила.

з = = = 0,52

Описание регулировок мотовила.

Изменение частоты вращения мотовила: с помощью сменной звёздочки (16 или 20 зубьев) или с помощью вариатора изменения часты вращения мотовила.

При предельно низко опущенном мотовиле должны сохранятся следующие просветы: между планками и режущим аппаратом 10- 25 мм, а между планками и шнеком жатки не более 15мм. Нужно следить за тем, чтобы планки мотовила были параллельны режущему аппарату. Эту регулировку, как и установку минимального просвета в 10-25 мм. между планкой и ножом, выполняют при помощи компенсатора. Паз серьги компенсатора должен обязательно располагаться вдоль поддержки.

При заблокированном механизме горизонтальное перемещение вала мотовила происходит автоматически, в зависимости от его вертикальной перестановки. При независимой регулировке вал устанавливают на 60-70 мм впереди ножа. Если хлеб очень высокий или полёглый, то вал выносят вперёд ещё больше. Для уборки низкорослых стеблей вал мотовила приближают к ножу (20-50мм). В жатке имеется дополнительная регулировка выноса мотовила, которую выполняют вручную. Делают это так: освобождают болты крепления пальцев к тяге и перемещают ползуны с подшипниками вала мотовила в нужную сторону. Этой регулировкой приходится пользоваться при уборке полеглого хлеба, когда вал мотовила нужно значительно выносить вперёд, и при устранении перекоса в горизонтальной плоскости. Если убираемый хлеб низкорослый, то к планкам мотовила прибивают полосы прорезиненного ремня.

При помощи роликового бруса можно пальцам мотовила сообщить 4 положения а) наклон 150 вперёд б) вертикальное положение в) наклон 150 назад г) наклон 300 назад. Трубчатый вал мотовила должен занимать прямолинейное положение. Нужно время от времени подтягивать стяжки.

2. Расчет параметров режущего аппарата

Площадь подачи.

F = ,

где К - коэффициент характеризующий тип режущего аппарата. K = 0,32

f - площадь нагрузки. Это площадь поля с которой срезает сегмент растения за один ход ножа у одного пальца.

F = = 76см2 =76* м2

Число оборотов вала кривошипа.

n = = об/мин

Угловая cкорость вращения кривошипа.

щ = = c-1

Перемещение машины за полуоборот кривошипа.

L = = м

Средний размер вкладыша.

bср = = мм

Графическая часть.

Чертеж детали режущей пары. Сегменты пальцеворежущего аппарата характеризуются:

S - ход ножа

t - шаг режущей части (расстояние между осевыми линиями сегментов)

t0 - шаг противорежущнй части (расстояние между осевыми линиями пальцев).

График скоростей резания с одинарным пробегом ножа.

Кривая изменения скоростей резания в координатах x,y отобразится окружностью радиуса

y = =

r = = мм - радиус кривошипа

Определение скоростей Vнр и Vкр

Vнр = yH * щ = 0,042*44,62=1,9

Vкр = yK * щ = 0,035*44,62=1,6

Расчет ножевой полосы на прочность.

T = Rср + J + Fтр

T - движущая сила (максимальная на разрыв)

Rср - среднее значение силы сопротивления срезу

J - сила инерции массы ножа

Fтр - сила трения ножа по пальцам бруса

Rср =

z = = шт

Rср = н

Ауд - удельная работа затраченная на срез растений с 1 см2 = 0,01 - 0,02

z - число сегментов режущего аппарата

xр - перемещение ножа от начала до конца резания

Вк - ширина захвата жатки

J = (mnн * Вк) * r *щ2

mnн - погонная масса 1 метра ножевой полосы mnн = 2….2,5

J = 2,3*6*0,045* н

Fтр = F1 + F2

F2 = = 0, т.к. б = 0

F1 = f*( mnн * BK) = 0,76*2,3*6=10,5н

Определение движущей силы.

Т = 198,3+1236,4+10,5=1444,8н

Определение предела прочности ножевой полосы.

у = = 982,85

Fнп - площадь поперечного сечения ножевой пластины

Fнп = 30 * 6 - 6 * 5,5 = 147 мм2 = 1,47 см2

у ? [ у ]

по ГОСТ 380 - 71 [ у ] = 490 - 625 МПа

[ у ] = 50000

982,85? 50000

Определяем коэффициент запаса прочности.

S = ? 4

S = = 50,9 ? 4

Описание регулировок режущего аппарата.

Изменяя положение прижимных лапок с помощью прокладок нужно добиваться такихрезультатов:

- передние концы сегментов должны прилегать к вкладышам плотно или с зазором 0,1 - 0,5 мм;

- между задним концом вкладыша и сегмента зазор может быть в пределах 0,3 - 1,5 мм;

- зазор между прижимной лапкой и сегментом должен быть в пределах 0,1 - 0,5 мм;

Если у пластины трения передняя сторона износилась, то пластину переворачивают, и она может служить повторно. Болты крепления пальцев должны быть затянуты до упора. Рабочие поверхности вкладышей должны располагаться в одной общей плоскости. Для компенсации износа пластин трения можно между ними и пальцевым брусом устанавливать регулировочные прокладки. В собранном режущем аппарате проверяют совпадение середин пальцев и сегментов при крайних положениях ножа. Если несовпадение превышает 5 мм, то этот недостаток, устраняют изменением, длинны шатуна в пределах 40 мм. После регулировки длины шатуна проверяют, правильно ли он установлен относительно плоскости врашения кривошипа, то есть, совмещаются ли центры сфер щечек шатуна и шарового болта каромысла. Делают это так:

- устанавливают нож всреднее положение; слегка освобождают болты; медленно проворачивают кривошип. Отверстие в головке под болт сделано овальным впоперечном направлении. Благодаря этому устраняется перекос, и шатун занимает правильное положение - в плоскости вращения кривошипа. В таком положении закрепляют болты. Если коромысло ножа было снято со своего места, то при установке нужно проверить, правильно ли закреплена ось, в конусных пазах кронштейнов. При правильном положении коромысла соединительное звено занимает положение, когда нож находится в среднем положении звено отклонено вперёд на 2,5 мм, а когда нож переходит в одно из крайних положений, звено на столько же перемещается назад. При установке передачи к кривошипу следует обратить внимание на то, чтобы вилки шарниров располагались в общей плоскости. При помощи шпильки стягивают щечки соединительного звена настолько, чтобы добиться правильного зазора между ними и шаровой головкой коромысла (зазор не ощущается рукой). После смены сегментов нужно проверить спинку ножа - не искривилась ли она. С искривленной спинкой работа недоступна.

3. Расчет молотильного аппарата

Средняя подача хлебной массы.

Qср = = 0,01*

Длина барабана.

Lб = ,

где n - число бичей n = 6 - 10

q1 - секундная подача хлебной массы на 1 погонный дециметр длины бича

q1 = (0,025 - 0,036) Lб = дм = 3,3 м

Диаметр молотильного барабана.

Дб = ,

где Vб - окружная скорость барабана Vб = 28 - 34

?t - промежуток времени между ударами по хлебной массе двух соседних бичей. ?t = 0,0045 - 0,0065 с

Дб = м

Число оборотов и угловая скорость молотильного барабана.

nб = = мин-1

щб = = с-1

Потребная мощность работы молотильного аппарата.

N = N1 + N2

где N1 - потребная мощность на преодоление вредного сопротивления.

N2 - потребная мощность на обмолот.

N2 = ,

где f ' - коэффициент перетирания хлебной массы, характеризующий сопротивление деки. f ' =0,6 - 0,8

N2 = вт

N1 = N1' + N1" = A'*щб + B'*щб3

где А' и В' - опытные коэффициенты пропорциональности A' = 0,03 кг*м B' = 68*10-5

N1 = 0,03*144,2+68* вт

N = 2043,3+25818,8=27862,1 вт

Момент инерции молотильного барабана.

Jб = , = 15 - 17 (с-2)

Jб = Критическая скорость молотильного барабана.

щкр = = c-1

Построение графиков зависимости угловых ускорений от скоростей.

приход = A' * , A' = =

расход = В' * щб , B' = =

	щ
	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200
приход	115,3	57,63	38,42	28,8	23,05	19,21	16,5	14,4	12,8	11,5
расход	2,2	4,4	6,6	8,8	11	13,2	15,4	17,6	19,8	22



Регулировки молотильного аппарата.

Причины одновременного недомолота и дробления зерна.

- перекос подбарабанья

- прогнуты планки подбарабанья

- велика скорость вращения барабана при большом зазоре между барабаном и подбарабаньем

- очень мала скорость вращения барабана при малом зазоре между барабаном и подбарабаньем

- прогнут барбан

- много зерна пропускается в колосовой шнек

- неравномерная подача хлебной массы в молотильный аппарат

- неравномерное созревание хлебов.

4. Расчет параметров соломотряса

Определение производительности соломотряса.

qc = Qср*(1 - в) = 8,06*(1-0,25)=6,045

Угловая скорость вращения валов соломотряса.

щс = = с-1

Параметр кинематического режима работы соломотряса.

К = =

Циклический угол отрыва грубого вороха от клавиш соломотряса.

ботр = arcsin = arcsin(=

Перемешение вороха при одном броске.

д = rc *K * sin(2* ботр) = 0.05*2.02*sin(2*51)= 0,1 м

Время полёта вороха при одном броске соломотряса.

t = *sin(ботр) = *sin(51) = 0,15 c

Скорость перемещения вороха по клавише.

Vср = *ш , где ш - учитывает сопротивление воздуха.

Vср = *0,8 = 0,85

Ширина соломотряса.

Вс = (1 - 1,1 ) * Lб = 1*3.3=3.3 м

Толщина слоя вороха на соломотрясе.

Н1 = ,

где гс - объемный вес соломы гс = 15

Н1 = м

Коэффициент сепарации вороха на соломотрясе.

м1 = ,

где м = 1,8 м-1; Н = 200мм = 0,2 м - для клавишного соломотряса

м1 = м-1

Теоретическая длина соломотряса.

Lт = = м

Расстояние от центра молотильного барабана до начала клавиши.

L1 = Дб - 50 мм = 430-50=380мм =0.38 м

Действительная длина клавиши соломотряса.

LД = = м

Схема соломотряса.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Причины потерь зерна на соломотрясе.

- забились отверстия рабочей поверхности клавишей соломотряса

- забились отверстия решетки подбарабанья

- много вороха поступает из колосового шнека на повтрную обработку

- сильно измельчена солома, поступающая на соломотряс

- не опущен передний фартук при уборке короткостебельных культур

- большая влажность и засоренность убираемой культуры

- много соломы подается на соломотряс

- мала скорость вращения кривошипа соломотряса.

5. Расчет основных параметров грохота

Секундная подача на грохот.

qср = *Qср ,

где вгр - коэффициент характеризующий содержание зерна в ворохе, поступившем на грохот. вгр = 0,75 - 0,9

qср =

Ширина грохота.

Вгр = 0,9 * Вс = 0,9 * 3.3=2.97м

Длина решета грохота.

Lp = = ,

где q' = 0,8 - 1,4 - допустимая секундная подача на 1квадратный метр решета

Fp - площадь решета

Если Lp >> 1м, то принимаем Lp = 1м

Lp = > 1м, то Lp = 1м.

Длина удлинителя верхнего решета. Lуд = (0,14 - 0,2 ) * Lp = 0,2 * 1 = 0,2 м Угловая скорость кривошипа.

щ = = c-1

Показатель кинематического режима работы грохота.

Кгр = =

Построение графика скорости и графика ускорения решета. График изменения скорости и ускорений грохота строится за 1,5 оборота кривошипа.

Угол поворота	гр	30	45	60	90	180	270	360	450	540
кривошипа	рад	р/6	р/4	р/3	р/2	р	3/2*р	2*р	5/2*р	3*р
Время t,c	0,26	0,03	0,04	0,06	0,12	0,18	0,24	0,30	0,36
Скорость грохота	0.314	0.444	0.543	0.628	0,00	-0.628	0,00	0.628	0,00
Ускорение грохота	13.66	11.15	7.89	0.00	-15.8	0,00	15.8	0,00	-15.8

= м/с

=*=15.775

Маштабный коэффициент скорости.

мV = , В - с чертежа, Vmax - из таблицы.

мV =

Масштабный коэффициент ускорений.

мj = , С - с чертежа, jmax - из таблицы.

мj =

Масштабный коэффициент времени.

мt = , Т= - из таблицы, а - с чертежа.

мt = = 0,001

Критическое ускорение вороха.

при движении вверх по грохоту

j2 = 1,1*g*tg(ц2 + б) = 1,1 * 9,81 * tg(45+6) = 13.32

при движении вниз по грохоту

j1 = 1,1 * g * tg(ц1 - б) = 1,1 * 9,81 * tg(25 - 6) = 3,72

Скорость вороха в начале отрыва.

VK1 = ДК1 * мV , ДК1 - с чертежа

VK1 - соответствует j1. VK1 = 61* 0,01 = 0,61

Время в течении которого скорость VK1 уменьшится до 0.

t1 = = =0.16 c ДЕ = = 160 мм

VК2 = JK2 * мV , JK2 - с чертежа

VK2 - соответствует j2.

VK2 = 25*0.01=0.25

t2 = = = 0,01c JG = = мм

Толщина слоя вороха на решете.

Н ' = ,

где гвор = 150 - плотность зернового вороха

Vср - средняя скорость перемещения вороха по грохоту

Vср = ,

где S1 и S2 - перемещения вороха по грохоту

S1 = F1 * мv * мt = 6450* 0,01 * 0,001 = 0,06 м

S2 = F2 * мv * мt = 320 * 0,01 * 0,001 = 0,003 м

Vср =

Н ' = м

Регулировки очистки мелкого вороха.

- частота вращения вентилятора от 430 до 735 мин-1

- степень открытия жалюзи обоих решет от 0? до 45?

- положение нижнего решета в решетном стане ( 5 положений )

- угол наклона удлинителя

- угол открытия жалюзей удлинителя от 8? до 30?

- изменение наклона скатной доски

- изменение положения выдвижного щитка.

6. Расчет параметров вентилятора

Количество воздуха, подаваемого вентилятором.

Qвозд = е * л * qгр = 0,23 * 2 * 2.52=1.16

л = 1,6 - 2,2 - количество воздуха которое должно подаваться на каждый килограмм средней подачи вороха на грохот

е = 0,2 - 0,23 - коэффициент характеризующий количество половы, которое необходимо удалить из очистки

Рабочая скорость воздушного потока в выходном канале вентилятора.

Vвых = бк * Vкр

бк - коэффициент учитывающий увеличение параметров Vкр

бк Vкр

для соломистых частей 1,1 - 1,7 5 - 6

полова 1,9 - 3,7 1 - 4

сбойна 2,5 - 5,0 4 - 5

= 1,5 * 5,5 = 8,25

= 2,5 * 2,5 = 6,25

= 4 * 4,5 = 18

Динамический напор создаваемый вентилятором.

hдин =

гвоз = 11,26 - объемная масса воздуха при температуре окружающей среды 20?С

= = 39,10Па

= = 22,44Па

= = 186,13 Па

Статестический расход воздуха в выходном канале вентилятора.

= (2 - 5) *

= 3,5 * 39,10 = 136,85 Па

= 3,5 * 22,44 = 78,54 Па

= 3,5 * 186,13 = 651,46Па

Полный действительный напор создаваемый в вентиляторе

H = hст + hдин

Нсч = 136,85 + 39,10 = 175,95 Па

Нп = 78,54 + 22,44 = 100,98 Па

Нс = 651,46+ 186,13 = 837,59 Па

Теоретический напор

Нт =

з = (0,3 - 0,6) - монохроматический показатель КПД вентилятора

= = 439,88 Па

= = 252,45 Па

= = 2093,98Па

Высота выходного отверстия (зева) вентилятора

Sзева = = = 0,21 м

а = 100 мм - расстояние от переднего края решета до верхнего ребра канала вентилятора (по горизонтали)

в = (12 - 16) - угол расширения воздушного потока

д = (22 - 34) - угол наклона воздушного потока к плоскости решета

К0 = 0,5 - 0,6 коэффициент учитывающий отклонение воздушного потока

Расстояние от переднего края решета до верхнего ребра канала (по вертикали)

b = a * tg(д +в) = 0.1 * tg(22+ 12) = 0.07 м

Диаметры входного отверстия вентилятора

Двх = = = 0.3м

Vвх = 8 - скорость воздушного потока во входном отверстии вентилятора

Диаметры окружностей описываемые внутреннюю Д1 и наружную Д2 краями лопаток вентилятора

Д1 = 0,95 * Двх = 0,95 * 0,3 = 0,285 м

Д2 = 1,6 * Двх = 1,6 * 0,3 = 0,48 м

Ширина конструктивного квадрата

h = 0.125*Д2 = 0,125 * 0.48 = 0,06 м

Число оборотов вала вентилятора

n =

nсч = * = 1760,53 мин-1

nп = * = 1333,72 мин-1

nc = * = 3841,17мин-1

Мощность двигателя для работы вентилятора

зерноуборочный комбайн соломотряс молотильный

Nдв =

зперед = (0,95 - 0,98) - КПД передачи

= Вт

= Вт

= Вт

Размещено на Allbest.ru

...