Определение рабочих характеристик режущих аппаратов

Определение рабочих  характеристик режущих аппаратов.

 

1. Исходные данные

 

Параметр	Обозн.	Велич.	Ед.изм.
Шаг режущей части	t	85	мм
Ширина верхнего основания  сегмента	b	17	мм
Высота сегмента	h'	57	мм
Ширина пальца	bСР	23	мм
Обороты кривошипа	n	630	мин -1
Скорость машины	Vм1	3,3	км/ч
	Vм2	7,5	км/ч
Высота среза	HСР	60	см

 

Значение угла наклона  лезвия сегмента к вертикали определяется из выражения:

 

    2. Определение рабочих скоростей резания в моменты начала и конца резания.

 

Для решения задачи вычерчиваем  режущую пару (сегмент, палец) в масштабе М 1:1 и график изменения скорости ножа в зависимости от его перемещения. В масштабе график изменения скорости ножа v_x = f(x) представляется в виде полуокружности радиуса г (г = t /2 ).

 

Масштаб

 

 

Процесс резания растений осуществляется по принципу ножниц. Резание  начнется в тот момент, когда лезвие сегмента АВ займет положение А₁В₁ при движении слева направо. Скорость ножа в этот момент определяется ординатой у_н причем:

 

Строим рисунок: «Определение рабочих скоростей резания».

Лезвие АВ закончит резание, когда оно займет положение А₂ В₂, и скорость ножа в этот момент будет :

Дуга  mm и определяет графически изменение скорости резания при движении сегмента слева направо.

 

Аналогично получаем и  дугу m^|m^| , определяющую скорости резания лезвием СД, ; при движении сегментов в обратном направлении. Из рисунка  видно, что для рассматриваемой режущей пары

 

 и

 

Определим  скорости ножа в  моменты начала и  конца резания  при прямом и обратном ходе ножа:

 

Аналитически:

 

Графически:

Из графика

 

 

Таким образом, аналитическое  и графическое решение задачи дало практически одинаковые результаты.

Значения скорости ножа в  момент среза растений вполне достаточны для качественного выполнения работы.

 

3. Определение составляющей абсолютной скорости ножа вдоль лезвия

   На качество среза  оказывает влияние также и  соотношение скоростей машины  и ножа. Соотношение это должно  быть таким, чтобы составляющая  абсолютной скорости сегмента по лезвию ножа была бы направлена к нижнему его основанию.

    Разложим скорости  машины  и ножа в какой-либо точке лезвия сегмента на две составляющие. Составляющая от скорости машины, направленная вдоль лезвия к верхнему основанию сегмента, будет равна . Такая же составляющая от скорости ножа направлена в противоположную сторону, т.е. к нижнему основанию.

    Очевидно, что  составляющая абсолютной скорости  ножа, направленная вдоль лезвия  будет равна:

 

 

Если принять масштаб  для скорости равный ,то получим:

 

 

   Пользуясь этим  выражением можно построить график  изменения скорости  в масштабе . Первый член уравнения представляет собой окружность радиуса r, а второй - прямую, параллельную оси абсцисс.

   Чтобы построить  график слагающей скорости ножа  вдоль лезвия, необходимо построить  окружность радиуса r и провести прямую, параллельную оси абсцисс, на расстоянии 

    Ординаты заштрихованных  площадей дадут искомые значения  .

    Начало и конец  резания отмечаются на графике  соответствующими координатами  использованием графика скоростей резания. Численное значение составляющей скорости ножа вдоль лезвия получим, если ординаты, соответствующие и умножим на масштаб , причем в области положительных значений скорость направлена к нижнему основанию сегмента, а в области отрицательных - к верхнему основанию.

 

    В нашем примере  масштаб: 

 

 

 

При скорости машины:

 

 

 

Проведем построение графиков для определения слагающей скорости ножа   вдоль   лезвия   сегмента   для   двух   значений   скорости   машины  и

 

При скорости машины:

 

 

    С чертежа ординаты 

 

    Значения ординат совпали, а составляющие скорости ножа вдоль лезвия в эти моменты будут при скорости машины

 

 

При скорости машины:

 

 

    С чертежа ординаты  .

 

    Значения ординат  совпали, а составляющие скорости  ножа вдоль лезвия в эти  моменты будут при скорости  машины 

 

 

     В первом  случае в зоне резания составляющая  имеет положительные значения, а, следовательно, направлена к нижнему основанию сегмента. Знак минус во втором случае говорит о том, что в зоне резания составляющая абсолютной скорости ножа направлена к верхнему основанию.

     Когда  направлена к верхнему основанию сегмента возможен наклон срезаемых стеблей вперед по ходу машины и соскальзывание их с лезвия ножа не будучи срезанными. Поэтому предпочтение следует отдать случаю, когда скорость во время хода ножа имела бы положительное значение, т.е. оставалась бы направленной к нижнему основанию сегмента.

 

4. Построение графика пробега активной части лезвия сегмента, определение максимальных значений поперечного и продольного отгибов стеблей и построение графика изменения высоты стерни.

 

Для построения графика пробега  активной части лезвия необходимо найти  подачу h, т.е. путь, проходимый машиной за один ход ножа:

 

 

 где - скорость машины, м/с,

       - частота вращения кривошипа, мин^-1

 

Построение графика абсолютного  движения сегмента. В масштабе (М 1:1) откладываем величину подачи и вычерчиваем  положение сегмента за три хода ножа, а также положение двух соседних пальцевых вкладышей. Далее строим траекторию движения крайних точек активного лезвия.

 

    Порядок построения  траектории следующий.

Из точки О проводим полуокружность радиуса  r. От линии ОХ вверх откладываем подачу h. Полуокружность и отрезок, равный подаче h, делим на шесть равных частей. Из точек деления отрезка h проводим горизонтальные линии, а из точек на полуокружности - вертикальные линии до пересечения с одноименными горизонтальными. Эти точки пересечения и являются точками траектории. Таким же методом или по шаблону строится и вторая траектория.

 

    Пользуясь графиком пробега активного лезвия ножа можно определить отгибы стеблей.

 

    Поперечный отгиб:

 

Часть стеблей срезается  с поперечным отгибом, отклоняясь от пальца к пальцу. Наибольший поперечный отгиб получит группа стеблей, растущих по оси пальца. Величину этого отгиба можно определить по выражению:

 

 

где - шаг противорежущей части, мм;

     b_cp - ширина пальца, мм;

     - угол между вертикальной плоскостью, в которой находится стебель и поперечно-вертикальной плоскостью.

 

   Значение угла  можно определить из выражения:

 

 

   Высота стерни при этом будет:

 

 

  где Н_ср — высота среза, мм.

 

Максимальный поперечный отгиб можно определить и графически. Он измеряется отрезком mn. Аналитическое и графическое значения максимального поперечного отгиба должны совпадать, также как и высота стеблестоя .

 

  Продольный  отгиб

 

    Стебли, не захваченные лезвием сегмента, будут отклоняться пальцевым брусом по ходу машины. Эти стебли собираются в пучок и могут быть срезаны только при следующем (обратном) ходе ножа в момент, когда лезвие сегмента встретится с противорежущей кромкой. Такой отгиб будем называть продольным.       

 

   Максимальный продольный  отгиб можно найти из выражения:

 

 

   Максимальную высоту  стерни при этом можно определить:

 

 

Максимальный продольный отгиб можно определить и графически .Он измеряется отрезком ef. Аналитическое и графическое значения максимального   продольного   отгиба   должны   совпадать,   также   как и максимальная высота стерни .

Построение графика изменения  высоты стерни можно проследить по графикам. Изменение высоты стерни при продольном отгибе (кроме ) определяем графически. Часть стеблей на отрезке f_к  будут срезаны без отгиба, а высота стерни равна высоте среза Н_ср

 

Подача машины:

 

 

Значение угла:

 

 

 

 

Максимальный поперечный отгиб:

 

 

Графически:

 

Максимальный продольный отгиб:

 

 

Графически:

 

Длина стерни при поперечном отгибе:

 

 

Максимальная длина стерни при продольном отгибе:

 

 

Длина стерни на участке, где  стебли срезаются без отгиба, будет  равна высоте среза  .

 

Теперь необходимо построить  график изменения высоты стерни, совместив  его с графиком пробега активной части лезвия сегмента.