Расчет параметров зерноуборочного комбайна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Алтайский государственный технический университет

им. И.И. Ползунова»

Факультет энергомашиностроения и автомобильного транспорта

Кафедра наземных транспортно-технологических систем

Расчетное задание

Расчет параметров зерноуборочного комбайна

По дисциплине: Машины для уборки зерновых культур

Вариант 5

Студент группы ТТС-62 Данилов И.С.

Преподаватель Сороченко С.Ф.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Цель работы - ознакомится с основными способами уборки зерновых культур и машинами для их реализации.

Задание. Выполнить расчёт:

Мотовила жатки;

Основных параметров жатки;

Жатвенной части зерноуборочного комбайна;

Молотилки зерноуборочного комбайна.

Исходные данные:

Культура: Озимая рожь

Урожайность: 25 ц/га

Длина стеблей: 100…120 см

Способ уборки: Однофазный

Полеглость стеблей: низкая

Средняя густота стеблей: 350 шт/м2

Отношение массы зерна к массе соломы: 1,0/1,6

Класс зернокомбайна: 4

Номинальная пропускная способность: 7,5 кг/с

Решение

Найдем коэффициент соломистости

(1)

Принимаем рабочую скорость зерноуборочного комбайна Vм = 2,22 м/с

Определим ширину жатвенной части

(2)



Принимаем ширину захвата жатки B = 5 м

3.1) Определим значение л при скорости комбайна 5 и 8 км/ч

Принимаем предельную окружную скорость при уборке зерновых в фазе полной спелости VПР = 2,7 м/с

При скорости комбайна VМ = 1,39 м/с

(3)

При скорости комбайна VМ = 2,22 м/с

(4)

Таким образом, для данных условий работы можно принять лmax = 1,7 и лmin = 1,5

3.2) Определим радиус мотовила

(5)



Таблица 1 - Результаты расчета радиуса мотовила

Параметр		л	R
1 вариант	1	1,5	1
2 вариант	1,2	1,7	0,81
3 вариант	1	1,5	1,2
4 вариант	1,2	1,7	0,97

(6)

Таблица 2 - Результаты расчета радиуса мотовила

Параметр				л	R
1 вариант	1,2	1	0,06	1,5	0,78
2 вариант	1,2	1	0,06	1,7	0,631

Принимаем радиус мотовила R=0,75 м

Определим количество граблин мотовила

4.1) Определим угол

(7)

Принимаем коэффициент, учитывающий распространение воздействие планки через стебли КП = 1,5

4.2) Количество планок мотовила равно



(8)

Принимаем z = 6 шт.

Определение кинематических и установочных параметров мотовила

5.1) Определим максимальную окружную скорость планки мотовила

(9)

5.2) Определим минимальную окружную скорость планки мотовила

(10)

5.3) Определим максимальную и минимальную угловые скорости мотовила

(11)

(12)

5.4) Определим максимальную и минимальную частоту вращения мотовила

(13)

(14)

Частота вращения мотовила должна изменяться в пределах от 37 до 53 мин-1

Определим высоту установки вала мотовила над режущим аппаратом

6.1) Определим максимальную и минимальную высоту установки вала мотовила над режущим аппаратом

жатка мотовило скорость

(15)

(16)

(17)

6.2) Определим диапазон регулирования мотовила по высоте

(18)

Вынос вала мотовила относительно режущим аппаратом

7.1) Определим вынос вала мотовила при лmin = 1,5

(19)

При лmax = 1,7

(20)

Принимаем максимальный вынос вала мотовила 0,37 м

7.2) Коэффициент полезного действия мотовила

(21)

Таким образом, при данных условиях только 34% стеблей будет находиться под воздействием планок мотовила.

7.3) Расчет мощности, необходимой для привода мотовила

(22)

Расчет параметров шнека

8.1) Определим диаметр цилиндра шнека

(23)

Принимаем

8.2) Определим длину одной спирали шнека

(24)

8.2) Определим подачу хлебной массы на одну спираль шнека

(25)

Принимаем: диаметр и шаг спирали D 0,59м S 0,6 м , коэффициент заполнения шнека хлебной массой 0,45, плотность хлебной массы 25 кг/м^3 .

8.3) Определим частоту вращения шнека

(26)

8.4) Определим мощность, требуемую на привод шнека

(27)

9) Расчет молотильно-сепарирующего устройства

9.1 Определим диаметр барабана

(28)

Принимаем D = 600 мм.

9.2) Определим длину барабана

(29)



Принимаем длину барабана Lb = 1.18

9.3) Определим максимальную и минимальную угловую скорость

щb max=(30)

щb min= (31)

9.4) Определим максимальную и минимальную частоту вращения

nb max= (32)

nb min=(33)

9.5) Определим пропускную способность молотильного аппарата на входе и выходе соответственно

q1 = = 0,021•1,5•0,92•3,2•25•6 =13,97 кг/с (34)

q2 == 0,005•1,5•0,92•16,5•25•6 = 17,08 кг/с (35)

9.6) Определим мощность, требуемую для работы бильного молотильного аппарата

N=N1+N2+N3 (36)

N1 == = 13,17 кВт (37)

N2 = A•щb =0,3•10-2•120 = 0,33 Вт (38)

N3 = В•щb3 = 0.68•10-5•1203 = 9,05 кВт (39)

N =13,17+0,33+9,05 = 13,18 кВт (40)

10) Сепарация зерна в молотильном аппарате

10.1) Определяем подачу зерна в молотильный аппарат

qz = q•(1-в) = 7,5•(1-0,62) =2,88 кг/с (41)

10.2) Определяем сход зерна с деки молотильного аппарата

qzc = qz•e-мm•бm =2,88•2,7-0.0115*130 = 0,64 кг/с (42)

10.3) Определяем подачу соломистой фракции в молотильный аппарат

qc = q - qz = 7,5-2,88 = 4,65 кг/с (43)

10.4) Подача соломистой фракции ориентировочно равна 90 % от подачи соломы в молотилку, т.е.

qcс = qс•0,9 = 4,62•0,9 = 4,185 кг/с (44)

11) Расчет клавишного соломотряса

11.1) Определим кинематический режим клавишного соломотряса

kc = = = 2,24 (45)

11.2) Определяем толщину слоя соломы на соломотрясе

Hc = = = 0,355 м (46)

11.3) Определяем коэффициент сепарации

мс = м0•(H0/Hc)m =1,8•(0,2/0,355)1 = 1,015 (47)

11.4) Определим длину соломотряса

(48)

11.5) Определим подачу вороха на очистку

кг/с (49)

11.6) Определим подачу зерна на очистку

(50)

11.7) Определим ширину решета

(51)

11.8) Определим длину решета

(52)

11.9) Определим площадь решета

(53)

11.10) Определим подачу воздуха вентилятором для разделения вороха

(54)

11.11) Определим высоту патрубка вентилятора определяют из условия обдува воздухом всего решета

(55)

11.12) Определим расстояние b

=0,15*tg()=0,135 м (56)

11.13) Определим значение скорости Uп

(57)

11.14) Определим динамическое давление

(58)

11.15) Определим ориентировочное значение статического давления

(59)

11.16) Определим полное давление

(60)

11.17) Определим теоретическое давление, создаваемое вентилятором

(61)

11.18) Определим мощность, потребляемую вентилятором

Вт (62)



Заключение

В соответствии с заданием выполнен расчет зерноуборочного комбайна.

Определены параметры жатки:

радиус мотовила: 0,75 м;

рабочая скорость комбайна 2,22 м/с;

ширина жатвенной части: 5 м;

количество граблин мотовила: 6 шт;

частота вращения мотовила должна изменяться от 30 до 42 мин^-1;

диапазон регулирования мотовила по высоте: 0,71 м;

максимальный вынос вала мотовила: 0,37 м;

Определены параметры шнека

диаметр цилиндра шнека: 0,4;

длину одной спирали: 1,9 м;

подачу хлебной массы на одну спираль: 2,85 кг/с;

диаметр и шаг спирали: 0,59 и 0,6 м;

частота вращения шнека: 171 об/мин;

потребляемую мощность: 735,5 Вт;

Определены параметры МСУ:

диаметр молотильного барабана: 0,63 м;

длина барабана: 1,18 м;

мощность, требуемая для работы бильного молотильного аппарата: 13,18 кВт;

максимальная и минимальная частота вращения: 859,437 и 105,423 м-1;

пропускную способность молотильного аппарата на входе и выходе соответственно: 13,97 и 17,08 кг/с;

длина соломотряса 3,75 м;

толщина слоя соломы на соломотрясе 0,355 м;

ширина решета 1,1 м;

длина решета 1,29 м;

площадь решета 1,417 м;

высота патрубка вентилятора 0,416 м;

динамическое давление 40 Па;

полное давление 444,51 Па;

мощность, потребляемая вентилятором 2835,15 Вт.



Буквенные обозначения

- соломистость хлебной массы;

- масса незерновой части срезанных растений;

- масса зерна;

q - пропускная способность молотилки зерноуборочного комбайна, кг/с;

Q - средняя урожайность, ц/га;

VМ - рабочая скорость машины, м/с;

- показатель кинематического режима работы мотовила;

- длина стеблей;

, - наибольшая и наименьшая длина стеблей на данном массиве;

- средняя длина колоса;

kп=1,0…1,7 - коэффициент, учитывающий влияние стеблей друг на друга при подведении их планкой к режущему аппарату;

ц1 - угол поворота мотовила, который соответствует началу подвода стеблей;

=1,6 - среднее значение показателя кинематического режима работы мотовила;

, - соответственно максимальная и минимальная высота среза стеблей;

=0,15 м - длина пальца граблины;

- угол между вертикалью и граблиной (планкой);

=30…60 Н/м - удельное сопротивление стеблей подводу граблинами к режущему аппарату;

- максимальная срезанная длина стеблей;

- объёмная масса стеблей;

M - количество бичей;

- зазоры в молотильном аппарате на входе и выходе соответственно;

- коэффициент использования длины барабана;

U1- скорость хлебной массы на входе;

U2- скорость хлебной массы на вsходе;

- степень сжатия хлебной массы в рабочем зазоре, зависящая от физико-механических свойств обмолачиваемого культуры;

N1- мощность, затрачиваемая на выполнение технологического процесса;

N2- мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления сил трения в подшипниковых узлах;

N3- мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха;

- коэффициент сопротивления протаскиванию хлебной массы в рабочем зазоре;

- коэффициент сепарации зерна в молотильном аппарате;

- угол обхвата подбарабанья;

- угловая скорость коленчатого вала;

r- радиус коленчатого вала;

- плотность соломы на соломотрясе;

- коэффициент сепарации;

m- коэффициент, учитывающий условия работы соломотряса;

km- коэффициент, учитывающий влияние МСУ на подачу зернового вороха;

Pс - потери зерна за соломотрясом;

- угловая скорость приводного вала;

r- радиус кривошипа;

- допустимые потери зерна за очисткой;

Kb-коэффициент концентрации воздушного потока;

- плотность воздуха;

a- расстояние между началом решета и выходным патрубком по горизонтали;

- угол расширения струи;

- угол наклона воздушного потока к горизонту;

k0- коэффициент, учитывающий отклонение воздушного потока решетом;

ks- коэффициент, характеризующий сопротивление рабочей камеры системы очистки;

- к.п.д. вентилятора;

- к.п.д. передачи;

ц - коэффициент заполнения шнека;

wp - коэффициент сопротивления перемещению хлебной массы;

kзап - коэффициент запаса мощности;

зp - КПД ременной передачи.



Используемые источники

Сороченко, С.Ф. Расчёт жаток [Текст]: методические указания по выполнению СРС и практических занятий по дисциплине «Машины для уборки зерновых культур» для студентов специальности «Наземные транспортно-технологические средства», специализации «Технические средства агропромышленного комплекса». - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2015.- 62 с.

Сороченко, С.Ф. Расчёт молотилки зерноуборочного комбайна [Текст]: методические указания по выполнению СРС и практических занятий по дисциплине «Машины для уборки зерновых культур» для студентов специальности «Наземные транспортно-технологические средства», специализации «Технические средства агропромышленного комплекса» / С.Ф. Сороченко / ФГБОУ ВО «Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова». - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2015.- 47 с

Размещено на Allbest.ru

...