Расчёт параметров рабочих органов и построение схемы зерноуборочного комбайна

 

Коэффициент С зависит от величины k и определяется зависимостью

 

С = 0,5 (1 + k)=0,5 (1+2,54)=1,77;

 

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

 

          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:

с;

• выбираем промежуток времени Dt, через который будем рассчитывать

координатыx и y так, чтобы получилось 6-7 точек Dt=  0,03-0,05с;

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

,

Расчетыпредставим в табличной форме (таблица1).

Таблица 1

Параметры траектории движения частицы соломы по соломотрясу

 

Время   Параметры	t1=0,04	t2=0,08	t 3= 0,12	t4=0,16	t5=0,20	t6=0,24	t7=0,28
wrc (sin wto)ti	34,93	69,85	104,78	139,7	174,63	209,56	244,48
(g ti 2 / 2)sina	1,63	6,53	14,69	26,11	40,79	58,74	79,95
хi	33,3	63,32	90,09	113,59	133,84	150,82	164,53
wrc (coswtо)ti	37,49	74,98	112,48	149,97	187,46	224,96	262,45
(gti2 / 2) cosa	7,68	30,71	69,09	122,82	191,91	276,35	376,15
уi	29,81	44,27	43,39	27,15	-4,45	-51,39	-113,7
j = wti	0,85	1,71	2,56	3,42	4,27	5,12	5,98

 

3. Строим  траекторию полета соломы по  полученным значениям x и y, положения клавиши при повороте на угол  j 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 a (угол наклона клавиши к горизонту)  проводим прямую проходящую через точку О оси колена (положение клавиши в начальный момент);

• от этой прямой отлаживаем угол ωt_o отрыва соломы от клавиши и отмечаем точку А;

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

–– начало координат располагаем в точке А(ось Xнаправляем параллельно положению клавиши, а ось Yперпендикулярно к ней);

–– по полученным значениям х_i и y_iпостроить траекторию движения соломы.

 

          4. Определим  точку встречи частицы соломы  с клавишей, учитывая следующее. Клавиша совершает плоскопараллельное 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 6 и 6¢, 7 и 7¢  и через точку пересечения этих прямых провести линию, параллельную поверхности клавиши (под углом a=12° к горизонту).

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

5. Средняя скорость соломы за одно подбрасывание

 

;

 

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

,

 

гдеL_с –– длина соломотряса, см;  L_с=3,65м;

ε –– коэффициент сепарации зерна декой молотильного аппарата;      

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

 

  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

значениеm_o,м (h_ос = 0,2 м);

m –– коэффициент сепарации зерна соломотрясом; для данного типа комбайна;

m_o –– номинальное значение коэффициента сепарации, m_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 δ в соломе и увеличении влажности w показатель должен быть уменьшен, и наоборот. Примем  m=1.

 

 

 

         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 ;

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

 

9. Вычислим  пропускную способность комбайна  по соломотрясу [q_ма]_фс(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 [q_ма]_фс, принимаем для дальнейших расчетов меньшее из полученных значений.

          Так  как  [q_ма]_ф<[q_ма]_фс принимаем для расчетов[q_ма]_ф = 2,68кг/с.

 

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

          1. 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, м²; Fр=4,21 м²

 

q_оч– допускаемая нагрузка на 1 м² сепарирующей поверхности решета,

кг/с· м² (q_оч= 1,5…2,5кг/с· м², меньшие значения относятк уборке                                 

хлебов высокой влажности, большие  –низкой влажности).

 Принимаем  q_оч= 2,1 кг/с· м².

 

           2. Определим допустимую пропускную способность комбайна по очистке (максимально  допустимую подачу хлебной массы в молотилку [q]_мафоч с учетом пропускной способности очистки):

 

 

где    k₀ – коэффициент, характеризующий работу молотильного устройства и соломотряса в зависимости от влажности (при влажности w = 15%k₀  =1, выше w=15% - k₀  = 0,8…0,9). Принимаемk₀  = 0,85.

          3. Сравниваем  фактическую пропускную способность  комбайна по молотильному аппарату [q_ма]_ф, соломотрясу [q_мв]_фс и очистке [q_мв]_фоч и выбираем из них наименьшее значение ([q_ф]_min=5,78 кг/с), по которому определяем рабочую скорость машины:

 

,

где    Qз –– урожайность зерна, ц/га; Q=49ц/га, (из задания);

B –– ширина захвата жатки, м; м .

    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).

 

          4. Производительность за 1 час основного времени смены:

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4ОПРЕДЕЛЕНИЕ 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 λ.

Показатель  кинематического режима λопределяется отношением окружной скорости планки мотовила к поступательной скорости машины:

 

λ = ωмR/Vм.

 

Для определения  параметров мотовила выполняем следующие  расчеты и графические построения.

 

4.1. Определяемпоказателькинематическогорежима

 

гдеl_ср–– длина срезаемой части стебля, м;

R –– радиус мотовила,м; R=0,539 м (приложение таблица П1).

     Длина срезаемой части  стебля определяется как

 

l_ср = L

–h = 0,55 - 0,09=0,46 м,

где  Lср– средняя высота хлебостоя, м;  Lср =0,55м (из задания);

hср-  средняя высота среза, м; h_cp=0,09м(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 стебле-     

                           стоя, м;

hmax, hmin - соответственно максимальная и минимальная высота среза  

                              хлебостоя, м.

 

L_{mаx, min} = L ± ∆L

L_mаx= 0,55+ 0,20 = 0,75;

L_min= 0,55- 0,20 = 0,35.

 

h_mаx= 0,09+0,05=0,14м;

h_min= 0,09-0,05=0,04 м.

 

4.3. Провериммаксимально 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 = 4,4м/с;

V_м –– скорость машиныV_м=0,81 м/с.

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

 

         Сравниваем предельно допустимое  значение показателя кинематического режимаλпр при принятой скорости комбайна со значением λmax. Для дальнейших расчетов принимаем наименьшее.

λпр>λmax

          Для  дальнейших расчетов принимаем  значение λmax = 1,42.

 

4.4. Определим пределы варьирования частоты вращения мотовила с учетом значений кинематического режима l_min и l_max:

 

мин ^{– 1},

 

мин ^–1.

 

Вывод: Сравнивая полученные значения nм minи  nм maxс техническими параметрами привода мотовила  (приложение таблица П1) видим, что данный механизм привода может обеспечить частоту вращения мотовила необходимую для уборки пшеницы 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 максимальныйпределы установки оси мотовила относительно режущего аппарата будут:

,

._.

 

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