Материалы, детали, соединения, передачи, механизмы сельскохозяйственных машин и тракторов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Российский государственный аграрный университет -МСХА имени К.А. Тимирязева

Факультет Агрономии и Биотехнологии

Кафедра защиты растений

Реферат

по механизации растениеводства

Материалы, детали, соединения, передачи, механизмы сельскохозяйственных машин и тракторов

Выполнил:

студент 2 курса, группы 207

Ботин Д.С.

Материалы, из которых изготавливают сельхозмашины и детали

Материал -- вещество или смесь веществ, из которых изготавливается что-либо или которые способствуют каким-либо действиям.

В сельхозмашиностроении используются цветные, чёрные металлы, их сплавы, древесина, пластмасса, резина, элементы текстиля. А также присутствуют смазочные материалы (хим. соединения в маслах).

Чёрные металлы: соединения железа с углеродом и другими элементами. Цветные: алюминий, цинк, олово. Сплавы: латунь, баббит, оловянистая бронза. По содержанию углерода черные металлы разделяются на чугун и сталь. Чугун содержит 2-4% углерода, сталь 0,1-2,0%.

Детали повышенной прочности делают из стали. Чаще применяют сталь, содержащую 0,1 - 0,8% углерода. Меньше углерода- сталь мягче и пластичнее. Чтобы получить детали с твердой поверхностью (противостоящие истиранию), но с мягкой сердцевиной (для работы при ударах), их цементируют (засыпают в металлическом ящике древесным углем или сажей и выдерживают при температуре в среднем 930° С. В процессе цементации углерод из угля переходит в поверхностный слой детали- твёрдость после закалки возрастает.)

Если нужно увеличить твердость деталей из углеродистой стали, их закаливают. Чтобы снизить хрупкость, закаленные детали нагревают до 140 - 600° С и медленно охлаждают. Чтобы увеличить твердость поверхностного слоя детали из высокоуглеродистой стали, сохранив вязкость внутри, деталь закаливают током высокой частоты. материал зубчатый колебательный

Чугун бывает серый, белый и ковкий. Чугун, в котором углерод находится преимущественно в свободном состоянии, называют серым. Серый чугун получают из доменного, который медленно охлаждают, и из него выделяется углерод в виде графита. Из серого чугуна отливают шестерни, шкивы, втулки, кронштейны, рамы, ходовые колеса, многие детали машин. Из-за своей хрупкости серый чугун непригоден для деталей, работающих на изгиб, кручение, растяжение, подверженных ударной нагрузке.

При быстром охлаждении расплавленного чугуна углерод остается в химическом соединении с железом - получается белый чугун. Из белого чугуна отливают опорные ролики, пяты корпусов плугов и другие детали, работающие при трении.

Ковкий чугун получается из белого, путём обжига при высокой температуре, где углерод прогорает. Такие детали выдерживают ударную нагрузку, работают на растяжение, гнутся. Из ковкого чугуна изготовляют детали режущих аппаратов уборочных машин, буксы шатунов, звенья цепей.

Для самих машин применяют сплавы цветных металлов: оловянистую бронзу (медь с оловом, изготовление вкладышей подшипников, клапанов насосов, водопроводной арматуры), латунь (медь с цинком), баббит (свинец с мышьяком и никелем, для заливки подшипников, изготовления вкладышей подшипников, втулок, трущихся деталей.).

Древесина используется в виде брусьев, досок, а также форм, соответствующих габаритным размерам машин. Из неё изготавливаются детали, имеющие нагрузку и работающие на стирание. Лучше такие детали работают на сжатие и растяжение. Прессованную древесину используют для втулок и вкладышей подшипников. Недостаток- высокое влагопоглощение, поэтому всегда древесина должна быть сухой.

Резину используют для пропитки приводных ремней, изготовления камер, покрышек, шлангов, проводов. Резиновые изделия следует беречь от разрушающего действия нефтепродуктов, от солнца, мороза.

Пластик служит для изготовления служебных деталей машин.

Текстолит, капрон применяют для изготовления шестеренок, шкивов, втулок, деталей электрооборудования.

Соединения деталей

Детали соединяются друг с другом неразъемным и разъемным способами. Неразъёмные соединения получаются при клёпке, сварке. Склёпывают детали вручную или пневматическим молотком холодными (или нагретыми докрасна) заклёпками: стальными, медными, латунными, алюминиевыми. Лучший способ соединения - сварка.

Для разъёмного соединения деталей применяют болты, винты, шпонки.

Головки болтов и винтов обычно шестигранные и четырехгранные. Применяют также болты и винты с потайными головками. Винт ввертывают в резьбу в теле соединяемой детали. Шпилька снабжена двухсторонней резьбой: один конец ее ввинчивают в соединяемую деталь, а на другой навинчивают гайку. Под гайку подкладывают шайбу; для предупреждения самоотвинчивания на болт навинчивают вторую гайку (контргайку) либо под гайку подкладывают разрезную пружинную шайбу.

Шестерню, зубчатое колесо, звездочку, шкив закрепляют на валу шпонкой. Для этого в валу и в ступице детали прорезают шпоночную канавку и забивают в неё клиновую шпонку. Применяют и призматические закладные шпонки. По длине шпонки в валу прорезают канавку, закладывают в неё шпонку, а затем на вал надевают звездочку со шпоночной канавкой.

Шлицевым называется соединение деталей при помощи продольных выступов на валу, входящих в выемки сопрягаемой детали.

Плотность соединения частей и деталей машин обеспечивают пружинными шайбами, стопорными кольцами, корончатыми гайками, шплинтами. Пружинная шайба, зажатая между гайкой и поверхностью детали, давит на них своими концами и увеличивает этим сцепление поверхностей. Стопорное кольцо надевают на круглый конец детали; стопорные болты ввинчивают в кольцо, конусные концы входят в высверленные углубления. Корончатая гайка снабжена вырезами разной глубины для штифта, который фиксирует положение гайки. Шплинт вставляют в отверстие и разводят концы его в противоположные стороны. Быстросъемный шплинт с одним пружинящим концом удерживается в отверстии без развода концов.

Вкладыши делают из бронзы, чугуна или стали и заливают их сплавом, уменьшающим трение (баббитом).

В подшипниках качения между неподвижной и вращающейся поверхностями помещены шарики или ролики, снижающие силы трения. Между кольцами есть обойма с шариками. Широко распространены однорядные и двухрядные шариковые подшипники. Двухрядный подшипник со сферической внутренней поверхностью внешнего кольца называется самоустанавливающимся, в нем вал может работать с некоторым перекосом.

Для крепления внутреннего кольца на вал надевают разрезную втулку с конической наружной поверхностью, соответствующей конусности внутренней поверхности кольца. Конец втулки меньшего диаметра снабжен резьбой. Втулку плотно прижимают к валу натяжной гайкой, кольцо подшипника прочно удерживается на втулке.

Роликовый подшипник с цилиндрическими роликами может работать с большой радиальной нагрузкой. Применяют также конические роликовые подшипники, в которых зазор между роликами и кольцами можно регулировать, смещая кольца подшипников в осевом направлении гайками.

Детали. Подшипники. Муфты

Валы и разного рода оси сельхозмашин вращаются в подшипниках скольжения и качения.

Цапфу вала или оси вставляют во втулку, закрепленную в корпусе подшипника скольжения. Втулки изготовляют из чугуна, стали, бронзы, металлокерамики. Жидкое масло подают через смазочное отверстие. Для густого масла используют пресс-масленку. Реже применяются деревянные подшипники.

Сельхозмашины оснащаются муфтами:

Обгонная муфта - муфта свободного хода, служит для предотвращения аварии в случае внезапного выключения передачи к массивному вращающемуся рабочему органу. Обгонная муфта состоит из закрепленной на приводном валу ступицы, на которую свободно надета обойма. Обойма имеет гнезда для сухариков, удерживаемых подпружиненными шариками.

Если приводной вал вращается против стрелки часов, то сухарики, удерживаемые шариками в гнездах обоймы, приводят рабочий орган во вращение. При внезапной остановке приводного вала рабочий орган продолжает вращаться по инерции. Обойма, вытеснив сухарики из своих гнезд, безаварийно вращается, обгоняя ведущую ступицу.

Вместо сухариков в обгонных муфтах применяют шарики.

Муфта включения образована двумя полумуфтами, сопряженные поверхности которых имеют одинаковые профилированные зубцы. При сцеплении полумуфт передача включается, при разобщении - выключается.

Предохранительная муфта составлена из двух полумуфт. Полумуфта представляет собой закрепленный на валу рифленый диск, на втулку которого свободно надета полумуфта - звездочка с такой же, как у полумуфты, рифленой поверхностью. В случае торможения вала зубцы с треском перескакивают по впадинам, сигнализируя о неисправности.

Валы, оси которых расположены под углом, соединяют шарнирной (карданной) муфтой.

Вилки, закрепленные на концах валов, соединены крестовиной. Вилки могут качаться на крестовине во взаимно перпендикулярных направлениях.

Специальные детали (обычно рабочие органы машин) предназначены для осуществления технологического процесса (нож и лемех плуга, лапа культиватора, сошник сеялки, нож уборочной машины, детали молотильного аппарата и многие другие, рассматриваемые в последующих главах книги). Детали общего назначения (колеса, оси, валы) служат для привода рабочих органов машин, перемещения машин по полю, управления рабочими органами машин.

Колеса поддерживают раму машины во время ее перемещения, приводят в действие рабочие органы машины, перемещают машину по полю, направляют движение машины. Применяют колеса пневматические и с жёсткими, стальными ободами.

Колеса не должны чрезмерно буксовать, уплотнять почву. Если сцепление обода колеса с почвой недостаточное, колесо буксует. Чтобы уменьшить буксование и проскальзывание, снижают давление в шинах, изготовляют колеса с профильными ободьями, подбирают ширину по условиям работы. Колеса с шинами низкого давления меньше деформируют почву, чем колеса со стальными ободьями, поэтому тяговое сопротивление машины снижается. Особенно важно применять пневматические колеса в машинах, работающих на скоростях, ибо улучшаются условия работы, сохраняется машина.

Оси сельскохозяйственных машин служат для соединения их частей. Ось не передает крутящего момента. Для передачи крутящего момента применяют прямой или коленчатый вал, на котором закрепляют шестерню, звездочку, шкив, кривошип. На валу затачивают и шлифуют цапфу, вставляемую в подшипник скольжения.

Передачи

Фрикционная передача. При вращении цилиндра, закрепленного на левом валу, вращается и соприкасающийся с ним цилиндр, закрепленный на правом валу. Движение передается за счет трения между цилиндрами, поэтому в месте соприкосновения должно быть достаточное давление. Такая передача называется фрикционной.

Ведущий цилиндр вращает ведомый с той же окружной скоростью, но в противоположную сторону. Если диаметры цилиндров одинаковы, то за один оборот ведущего ведомый цилиндр также сделает один оборот; окружные скорости их будут одинаковыми.

Ременная передача. Удаленный вал приводят в движение ременной передачей.

Плоскоременная передача. На ведущем и ведомом валах закрепляют цилиндры (шкивы), охватываемые бесконечным плоским ремнем. Передаточное отношение ременной передачи прямо пропорционально отношению диаметров шкивов и обратно пропорционально частоте их вращения. Для вращения параллельно расположенного веемого вала в направлении ведущего применяют открытую передачу, в противоположном направлении - перекрестную.

Клиноременная передача. Рабочие поверхности каждого шкива клиноременной передачи представляют собой обращенные друг к другу диски с поверхностями усеченных конусов. Один диск ведущего и ведомого шкивов закреплен неподвижно, второй может перемещаться в осевом направлении. Перемещением подвижного диска регулируют рабочий диаметр шкива. Его диск закреплен на валу, подвижный диск связан с неподвижным при помощи пальца. Пружина плотно прижимает подвижный диск к неподвижному. Чтобы увеличить частоту вращения вала, сближают диски ведущего шкива; ремень на нем переходит на больший диаметр; натягиваясь, ремень преодолевает сопротивление пружины и раздвигает диски ведомого шкива. Для уменьшения частоты вращения вала раздвигают диски ведущего шкива, пружина сближает диски, и ремень переходит на больший диаметр ведущего шкива.

Клиновые ремни могут передавать большие усилия по сравнению с плоскими, проскальзывание ремней по шкивам незначительно. Если передача перегружена, клиновой ремень проскальзывает, что иногда позволяет обойтись без предохранительных муфт. Клиноременную передачу можно использовать для бесступенчатого изменения частоты вращения ведомого вала.

Зубчатая передача. Если ведомый вал расположен близко от ведущего, то его приводят во вращение зубчатой передачей; при помощи зубчатой передачи можно передавать значительные усилия. Если ведомый вал параллелен ведущему, его приводят во вращение цилиндрической передачей: если оси валов пересекаются, - конической.

Ведущую шестерню закрепляют на валу, ведомую надевают на ось. Если шестерня вращается по часовой стрелке, то шестерня будет вращаться против часовой стрелки. Чтобы ведомая шестерня вращалась в направлении ведущей, между ними устанавливают промежуточную шестерню.

Червячная передача служит для передачи вращения между осями, скрещивающимися в пространстве под прямым углом. Она позволяет получить очень малое или большое передаточное отношение.

Цепная передача служит для привода ведомого вала, удаленного от ведущего. На валах закрепляют звездочки, которые охватывают бесконечной цепью, составленной из звеньев. Концы цепи для получения замкнутого контура связывают специальными звеньями. Если число звеньев четное, то концы цепи соединяют прямым звеном, съемная пластина которого удерживается на валиках шплинтами. Все детали роликовой цепи стальные, термически обработанные.

Звенья крючковой цепи можно разъединять по любому шарниру. Крючки звеньев располагают наружу и вперед по ходу цепи. Если частота вращения большая или требуется передать значительное усилие, применяют роликовую цепь; в легких условиях работы используют крючковую цепь. Частоту вращения ведомого вала регулируют сменой ведомой и ведущей звездочек. Направление вращения последней изменять нельзя.

Механизмы сельхозмашин

При помощи механизмов приводят в действие рабочие органы машин от источника энергии - двигателя трактора, машины, её колес; изменяют режим работы машины; переводят её в нужное положение; регулируют рабочий процесс.

При помощи четырехзвенных шарнирных механизмов возвратно-поступательное движение преобразуют во вращательное. Четырехзвенный шарнирный механизм, звенья и которого жестко закреплены на параллельно расположенных валах, используют для передачи вращения от одного вала к другому. В зависимости от соотношения длины звеньев валы могут вращаться или качаться. Неподвижное звено называется стойкой, противоположное - шатуном. Если прилежащее к стойке звено может поворачиваться вокруг своей оси на 360°, его называют кривошипом, а если оно может лишь качаться, - коромыслом.

Четырехзвенный механизм, противоположные звенья которого равны, называется параллелограммным. Шарниры четырехзвенного механизма могут быть заменены поступательными парами - ползуном и направляющей. Путем замены шарнира поступательной парой получают распространенный кривошипно-шатунный механизм.

Если ось вращения кривошипа и направление перемещения ползуна расположены в одной горизонтальной плоскости, кривошипно-шатунный механизм называется аксиальным (в двигателе внутреннего сгорания, поршневом насосе).

Если ось вращения кривошипа поднята на высоту, такой механизм называют дезаксиальным. Его применяют в уборочных машинах, в которых нож должен быть расположен у поверхности земли, а кривошипный вал, учитывая неровности почвы, выше.

Вал кривошипа вращается равномерно, однако скорость ползуна непрерывно изменяется. За один оборот кривошипа ползун переходит из одного мертвого положения в другое и обратно - ход ползуна равен двум радиусам кривошипа. Расстояние между центрами, равное радиусу кривошипа, называется эксцентриситетом. На диск надевают головку шатуна-хомут.

Чтобы привести рабочий орган машины в возвратную форму эксцентрика. Для этого на валу машины закрепляют диск, центр которого не совпадает с центром вала.

Храповой механизм преобразует колебательное движение во вращательное. Она соединена с ведомым концом шатуна, поэтому за один оборот кривошипного вала храповое колесо оборачивается на несколько зубцов. Чтобы снизить неравномерность вращения храпового колеса, устанавливают две поочередно действующие толкающие собачки.

Для передачи значительного усилия механизм снабжают двумя одновременно действующими собачками. Храповое колесо поворачивают подпружиненные собачки, смонтированные на коромыслах, качающихся вокруг центра. Коромысла шарнирно связаны с шатунами, головки которых надеты на палец кривошипа. Вращаясь, кривошипный вал приводит коромысла в возвратно-колебательное движение. При движении каждого коромысла против стрелки часов собачки поворачивают храповое колесо, собачка скользит по колесу. Во время обратного движения собачки скользят по зубьям храпового колеса, а собачка фиксирует положение храпового колеса.

Храповые муфты используют также для устранения аварии в случае изменения направления движения машины, рабочие органы которой приводятся в действие от ходового колеса. При осаживании машины зубья храпового колеса проскальзывают по концам собачек, поэтому вал машины не вращается.

Список использованной литературы

1. Карпина А.Н., Зеленев А.А.- Сельскохозяйственные машины. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Колос, 1968.

Размещено на Allbest.ru