Расчёт параметров рабочих органов и построение схемы зерноуборочного комбайна

Поскольку стебли, растущие на линии т'-т'' удалены от противорежущей части на некоторое расстояние S', то их срез возможен только при отклонении к правому или левому пальцу в зависимости от того, которым лезвием сегмента они срезаются, поэтому необходимо определять величину отклонения всех групп стеблей.

Примем, что движение сегмента слева направо - прямой ход ножа и справа налево - обратный.

График высоты стерни на линии m'- m' строится в следующей последовательности:

• стебли растущие на линии а₁b₁отклоняются сегментом при прямом ходе к правому пальцу на величину q₂₁под углом,θи высоту их среза можно определить аналогично графику среза на линии т - m, т.е. построить прямоугольный треугольник, катеты которого соответственно равны hи q₂₁, а его гипотенуза равна высоте среза стеблей на участке а₁b_1.

• таким же образом определить высоту среза на участке b₁ с₁, при этом учитывая, что стебли в этом случае будут отклоняться под углом θ при обратном ходе ножа, отклоняя их к левому пальцу на величину q₂₂;

•  определить высоту среза стеблей, расположенных на участке cd, которые не попадают непосредственно под лезвие, поэтому спинкой ножа отклоняются вперед по ходу машины до точки d, где захватываются лезвием при прямом ходе, подводятся к пальцу в точке dи срезаются; поэтому для определения высоты среза на этом участке следует разделить его на несколько равных частей, соединив точки деления с точкой dи расстояния от этих точек до точки dпредставляют величину отклонения соответствующих стеблей, далее высоту среза этих стеблей можно определить аналогично высоте среза на участке cd. После этого стебли опять срезаются при прямом ходе ножа, как на участке аbи циклы повторяются

 

Проверить вероятность потерь зерна с короткими  стеблями за счет отгиба стеблей.

Потери  возможны, если  высота стерни больше или равна минимальной длины стеблестоя

L_min≤l_стmax,                                              (46) 

где:l_ст –– высота стерни, которая определится из графика или аналитически по ниже приведенным выражениям ,

L_min –– минимальная длина стеблестоя

Высота  стерни для второй и третьей (максимальное значение) зоны

                                         (47)

                                          (48)

где:q₂ и q_3max–– соответственно значение поперечного и максимального продольного отгиба стеблей, , , (из графика высоты стерни);

Предельнодопустимыйпродольныйотгиб

(49)

Условие выполняется:

l_ст3тmax. ≤ L_min.

Вывод: Из проведенной работы следует, что отклонение высоты стерни (не учитывая рельеф поля) зависит от следующих факторов: скорости перемещения комбайна, скорости резания, и от положения стебля относительно противорежущей пластины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6МОЩНОСТЬ, ЗАТРАЧИВАЕМАЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА КОМБАЙНОМ

 

Для обеспечения  работы  комбайна необходимо выполнение условия 

N_дв≥ N_к,

где  N_дв- мощность двигателя, кВт;

N_к  - мощность необходимая на выполнения технологического процесса.

 

Мощность, необходимая для выполнения технологического процесса  комбайном 

N_к = N_р +N_ма + N_ро+ N_п,

где  N_р  -  мощность затрачиваемая на процесс резания;

N_ма- мощность на привод барабана;

N_ро- мощность на привод остальных рабочих органов (принимается по

                экспериментальным данным, указанным  в таблице 7.1); 

N_п -  мощность на перемещение комбайна.

 

6.1.Мощность, необходимая для выполнения процесса резания

N_р =T_maxwr=3194.2·63.3·0.0415=8.391кВт,

гдеT_max– сила действующая в приводе ножа, Н.

Во время работы  на нож режущего аппарата действуют силы:

 

 

где R_cр- среднее значение силы сопротивления срезу стеблей, Н;

F- сила трения ножа по пальцевому брусу, вызываемая силой  тяжести.

Сила сопротивления срезу стеблей  зависит от площади нагрузки и  густоты стеблестоя:

,

где e- удельная работа, затрачиваемая на срез растений с 1 см² (e = (1...2)10^-2

Дж / см²  для зерновых культур). Большие значения принимают при

 срезе  ржи и пшеницы, а меньшие  - для ячменя и овса, e=1,8·10^-2 Дж/ см²;

х_ни х_к- величина перемещения ножа, соответствующая началу и концу резания, м; ; (из графика скоростей резания);

f_н- площадь нагрузки на лезвие сегмента, см².

         Площадь нагрузки на лезвие  сегмента

=LS=4·8,3=33,2см ,

гдеL-подача, см;

S-ход ножа, см;S=8,3см. (приложение таблица П1);

Число сегментов

z=B/t=5,4/0,076=71,05принимаемz=71,

где B- ширина захвата жатки, м;В=5,4м (приложение таблица П1);

t- ширина сегмента, м;t=0,076м.

Для механизма  Шумахера сила инерции выражается формулой:

,

где m- масса ножа, кг;

m= m_oB=2·5,4=10,8кг,

где  m_o- масса одного погонного метра ножа (m_o = 2,0..2,2  кг/м);

ω-угловая скорость кривошипа, рад/с (ω = 63,3 рад/с);

r-радиускривошипа, м(r = S/2=0,0415м);

Максимальное значение силы инерции  будет при x=0 и x=S, т.е.

 

 

Сила тренияFножа об элементы пальцевого бруса, возникающая от силы тяжести ножа:

F = fG=

,

гдеG=mg- сила тяжести ножа, определяемая из расчета его длины

f-коэффициент трения (f= 0,25…0,3), принимаем .

 

По численным  значениям построим график сил, действующих на нож,

T = f(х) в зависимости от перемещения ножав такой последовательности:

• отложим на графике значение действующих сил P_j, R_cр. и F:

- сила инерции выражается прямой, причем максимумы абсолютного значения силы P_max соответствуют началу и концу хода ножа S.P_j= 0 при х=r;

- сила сопротивления  срезу R_cр представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс от начала х_н до конца х_к резания;

- сила трения F –линия, параллельная  оси абсцисс;

• определим суммарную силу сопротивления Tв точках  при х = 0,  х ==х_н,х =х_к ,  х = 2r;

• соединим точки линией. По  максимальному значению силы T_max определить мощность, затрачиваемую на работу ножа:

 

 

6.2. Мощность, необходимая для привода молотильного барабана, затрачивается на преодоление сопротивлений от взаимодействия бичей с растительной массой (Nо) и на холостой ход (Nх):

 

Nма=Nо + Nх = 2108,2 + 10783,2 = 12,8914 кВт.

 

Nо = (aТ + bТ[qmin]ф)[qmin]ф · uб = (110 + 9·2,68) ·2,68·30 = 10,7832 кВт,

 

где aТ и bТ– экспериментально установленные коэффициенты, зависящие от

 

             состояния и сорта культуры  и конструктивных параметров  моло-

тильного устройства (для барабанно-декового аппарата  aТ= 100-  

200 Н·(кг/с)ֿ¹ и bТ= 8-10 Н·(кг/с)ֿ²);

[qmin]ф– секундная подача массы, кг/с.

 

  Большие значения коэффициентов соответствуют длинносоломистому стеблестою, большей влажности массы и меньшей длине барабана, а меньшие – короткостебельному хлебостою, меньшей влажности и большей длине барабана.

          Мощность  на холостой ход Nх затрачивается на преодоление трения в опорах и сопротивление воздуха:

Nх = aх·uб + bх·u³б = 2,784·30 + 0,075·30³ = 2,109кВт ,

где aх– коэффициент сил трения; для бильных барабанов aх = 0,85-0,90 Н на 

             каждые 100 кг массы комбайна (масса «ЛИДА - 1300» – 320 кг);

bх–коэффициент, зависящий от плотности воздуха, формы и размера

             вращающихся частей барабана; для  бильных барабанов стандартного

             типа bх= 0,055-0,090 Нс²/м².

 

          6.3.  Мощность, необходимая на передвижение комбайна:

Nп = 10ֿ³·P·Vм/ (ηтр·ηб) = 10ֿ³·16,02·0,81/(0,8·0,95) = 17,07 кВт ,

где P – сопротивление комбайна на перекатывание, Н;

ηтр– КПД трансмиссии ходовой части комбайна (ηтр= 0,87);

ηб– коэффициент буксования (ηб = 0,95…0,98).

         Сопротивление  комбайна на перекатывание находят  по формуле:

P = G_к(f ± i/100) = 160,2(0,07 + 3/100) = 16,02 кН ,

 где f – коэффициент сопротивления качению (f = 0,07-0,09 – стерня после

            уборки зерновых);

Gк= mк·g = 16,33·9,81=160,2кН– сила тяжести комбайна, кН;

i – уклон поля,% (принимаем i = 3%).

 

 Массу  комбайна определим по зависимости:

m_к = m_э + ∆m=11,33+5=16,33т ,

гдеm_э – эксплуатационная масса комбайна, т; m_э= 11,33т ;

      ∆m- масса технологического материала, находящегося в бункере и                             

              копнителе комбайна, т; ∆m=5т(приложение таблица П1).

 

Мощность, необходимая  для выполнения технологического процесса  комбайном:

 

N_т= N_р + N_ма + N_ро+N_п  = 8,39 + 12,89 + 60 + 17,07 = 98,35 кВт.

 

  Вывод: Сравнивая расчетную мощность комбайна на выполнение технологического процесса с мощностью двигателя комбайна видим, что условие обеспечения работы  комбайна (N_дв≥ N_к ) выполняется:

179 кВт >98,35 кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В данном курсовом проекте определены основные параметры  настройки и производительности зерноуборочного комбайна Лида-1300 для уборки ржи урожайностью 49 ц/га.

Технологическая модель комбайна вычерчена на формате  А1 с указанием определенных основных параметров рабочих органов заданной марки комбайна.

Применение  данного проекта позволяет снизить  потери урожая при уборке сельскохозяйственной культуры, а так же:

- увеличить  производительность работы комбайна, что дает возможность уборки  сельскохозяйственной культуры  в кратчайшие сроки;

     - снизить окупаемость  затрат;

- эффективно  использовать внутренние ресурсы  и резервы;

- повышает  конкурентоспособность выпускаемой  продукции;

- снижает  изнашиваемость сельскохозяйственной  техники.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Ходосевич  В.И., РадишевскийГ.А.и другие Определение  основных параметров настройки  и производительности зерноуборочного  комбайна. – Мн.: БГАТУ, 2007.

2. Новиков  А.В., Липский Н.Ю. Методические  указания  по оформлению  курсовых и дипломных проектов. – Мн. БИМСХ, 1983.

3. Кленин  Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные  мелиоративные машины. – М. «Колос», 1994.

4. Кленин  Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные  и мелиоративные машин. Элементы  теории рабочих процессов, расчет  регулировочных параметров.   – М. Колос, 1980

            5. Босой Е.С. и др. Теория, конструкция  и расчет сельскохозяйственных  машин. – М. Машиностроение, 1978.

           6. Сташинский Р.С., Липский Н.Ю., Галимский  Т.П. Лабораторные работы –Мн. БИМСХ, 1986.

             7. Практикум по сельскохозяйственным  машинам. Для с.-х вузов по  спец. «Механизация сел. хоз-ва»/  И.Р. Размыслович, Р.С. Сташинский, В.И. Ходосевич и др. – Мн. Ураджай, 1997.

8. Липский  Н.Ю. Определение основных параметров  настройки          зерноуборочного комбайна. – Мн. БГАТУ, 2004.

  9. Летошнев  М.Н. Сельскохозяйственные машины. Теория, расчет проектирование и  испытание –  Государственное  издательство сельскохозяйственной литературы, Москва 1955 Ленинград

10. Турбин  Б.Г.  и др. Сельскохозяйственные  машины. Теория, конструкция и расчет  – М. Государственное научно-техническое издательство  машиностроительной литературы, Москва 1963 Ленинград.