Расчёт параметров рабочих органов и построение схемы зерноуборочного комбайна

Министерство  сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь

 

Учреждение образования

Белорусский Государственный Аграрный ТехническийУниверситет

 

 

 

Кафедра"Сельскохозяйственные машины"

 

 

Курсовой проект

 

"Расчёт параметров рабочих органов и построение схемы зерноуборочного комбайна"

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент 5 курса

                                                   группы

  

Принял:

 

 

 

Минск 2012

 

РЕФЕРАТ

 

          Пояснительная записка содержит  33 страницы; в том числе 1 таблица, 1 лист формата А1, 6 листов  формата А3, 1 лист формата А4.

В курсовой работе представлен расчёт основных рабочих органов зерноуборочного комбайна, разработаны схемы работы мотовила, режущего аппарата, соломотряса и общая схема зерноуборочного комбайна.

КЛЮЧЕВЫЕ  СЛОВА: мотовило, режущий аппарат, соломотряс, комбайн, срез, хлебная масса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………..6

   1  АНАЛИЗ СТРУКТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ  СХЕМЫ РАБОЧЕГО

       ПРОЦЕССА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО  КОМБАЙНА…………………………………..7

 

   2  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ 

МОЛОТИЛЬНОГО АППАРАТА………………………………….………..................9

 

   3  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ  СПОСОБНОСТИ 

СОЛОМОТРЯСА И ОЧИСТКИ……………………………………..……………………11

 

   4  ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ  ПАРАМЕТРОВ МОТОВИЛА……..17

 

5  АНАЛИЗ РАБОТЫ РЕЖУЩЕГО  АППАРАТА…………………….…………………23

 

6  МОЩНОСТЬ, ЗАТРАЧИВАЕМАЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА КОМБАЙНОМ……………….…………...28

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………………..32

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………….…………...33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

РАБОЧЕГОПРОЦЕССА 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 массыq_{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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ 

МОЛОТИЛЬНОГО АППАРАТА

 

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

Q ––урожайность зерна, ц/га (Q=49ц/га);

–– содержание зерна в хлебной массе ( = 0,80)

w–– абсолютная влажность хлебной массы, % (w=16,6%);

L_ср–– средняя высота хлебостоя, м(L_ср=0,55м);

σ –– коэффициент использования номинальной пропускной способности молотильного аппарата (σ=1,29).

Абсолютная  влажность хлебной массы при уборкенаходится в пределах w =14…26 % (нормальная –14…15%, средняя 16…17%, высокая 18…26%). По высоте хлебостой подразделяют на нормальныйL_ср= 0,4…0,8м , короткостебельный–– L_ср ≤0,4мидлинностебельный ––L_ср≥0,8м .

 

Коэффициентсоломистости

,

где  m_с–– масса незерновой части срезанных стеблей;

m_з –– масса зерна;

Коэффициент соломистостиβубираемых культур изменяется в широких пределах: он больше для длинностебельных малоурожайных и меньше для короткостебельных высокоурожайных. Средние значения β для разных культур: для пшеницы– 0,5...0,6; ржи – 0,65...0,75; ячменя и овса – 0,48...0,52.

Cодержание зерна в хлебной массе оценивается коэффициентом δ

.

       Между приведенными  коэффициентами существует простая  связь:

= 1-δ

= 1-0,80=0,20.

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

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

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

Коэффициентом использования номинальной пропускной способности молотилки σ уменьшается с увеличением засоренности и влажности (w>20%)хлебной массы. Численное значение коэффициента σ изменяется от 0,25 до 1,5 в зависимости от урожайности.

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

,                                      

где –– число бичей, шт.;

L_б–– длина барабана, м;

q_o –– допустимая удельная нагрузка на единицу длины бича, кг/м

 

 

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   ψ – коэффициент засоренности (ψ = mМ/mВ– отношение массы мякины к массе вороха, поступающего на очистку,ψ = 0,11…0,18);

 –  фактическое (заданное) значение  коэффициента соломистости;

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

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

Поскольку [qМА]Ф< [q],  то все дальнейшие расчеты выполняем по[qМА]Ф = 2,68 кг/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙСПОСОБНОСТИ

СОЛОМОТРЯСАИ  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 m (отношением количества зерна просеянного на определенном участке соломотряса к количеству поступившего на этот участок зерна). Коэффициент m 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  kзависит амплитуда встряхивания и скорость движения вороха V_срвдоль 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.

 

1. Определяемкинематический режим работы соломотряса и угол отрыва соломы от клавиши:

 •  кинематический режим

;

 • угловая  скорость точек клавиши

 

,

 

где n_c- частота вращения коленчатого вала соломотряса, ;

 

,

м;

 

• фаза отрыва (подбрасывания)соломы

где a- угол наклона клавиши к горизонту,град ;                      

С- коэффициент, учитывающий запаздывание подбрасывания соломы.