Робота пристрою для збору колорадського жука

Размещено на http://www.allbest.ru/

9

Робота конструкції винаходу пристрою для збору колорадського жука

Своєчасний режимний догляд за посівами є одним із важливих заходів, що створює необхідні умови для одержання високого урожаю. Головна мета догляду за картоплею полягає у забезпеченні потрібного газообміну у ґрунті та у створені кращих умов для використання рослиною внесених добрив, а також боротьба із колорадським жуком.

Сучасний рівень механізації дає змогу проводити ці роботи у стислі оптимальні строки на високому агротехнічному рівні без застосування ручної праці. Проте на малих присадибних ділянках картопляного поля недоцільно застосовувати широкозахватні культиватори - розпушувачі, які агрегатуються з тракторами, так як проходить ущільнення ґрунту колесами трактора та пошкодження рослин.

Проаналізувавши існуючі конструкції машин для міжрядного обробітку картоплі, а також машин для боротьби з колорадським жуком, виникла необхідність у тому, щоб розробити такий пристрій, який би поєднав дві операції: розпушування та збір картопляного жука.

Тому нами запропонована технічна схема культиватора розпушувача - струшувача із пристроєм збору колорадського жука, який складається із наступних елементів: опорного колеса, лапи розпушувача, ланцюгової передачі, передавального редуктора, стручкових транспортерів.

Робота культиватора проходить наступним чином. У міжряддя два сусідніх картопляних грядок перекочується опорне колесо до якого приєднується ведуча зірочка, яка через ланцюгову передачу приводить ведену зірочку, встановлену на передавальному конічному редукторі, звідки в крупний момент передається на два барабани стрічкових транспортерів для струшування картопляного жука. Транспортери розміщенні таким чином, що можна було б захватити всю ширину двох рядків картоплі. У нижній частині з переду пристрою розташований збиральний щит, який призначений для збору жуків. У заданій частині пристрою встановлена лапа розпушувача, призначена для одночасного нагортання гребенів.

Переміщення машини має здійснюватись при застосуванні однієї секцій однією людиною на присадибних ділянках, або при застосуванні декількох секцій, які змонтовані на загальній рамі (культиватора КГФ - 2,8) за допомогою навішування на трактор для великих площ картопляного поля.

Кінематичний розрахунок приводу однієї секції культиватора

Враховуючи те, що культиватор працює в незвичайних умовах, тобто крім операції підгортання, необхідно здійснювати привод двох транспортерів, то частота обертання приводних барометрів полотен повинна бути порівняно із поступальним рухом машин не великої.

Тому, знаючи конструктивні параметри опорного колеса і поступальну швидкість машини необхідно розрахувати лінійну швидкість полотна стрічного транспортера:

Вихідні дані:

Діаметр колеса опорно-приводного - dр = 0,5 м.

Поступальна швидкість машини - Vм = 1,38 м/с.

Розглядаємо рівномірний рух.

Як відомо, ведуча зірочка змонтована на приводному колесі, приведемо розрахунок ланцюгової передачі.

1) Частота обертання опорного колеса nk

nk = Wk / 2П,

де Wk - кутова швидкість колеса, рад/с.

Wk = Vм / rk,

Звідси:

Wk = 1,38 / 0,25 = 5,52 рад/с

nk = 5,52 / 6,28 = 1,88 хв.?

З метою зменшення крутного моменту на усі колеса, діаметр ведучої зірочки повинен бути меншим порівняно із зведеною.

Враховуючи діаметр осі приводного колеса, який становить dв = 0,03 м., [25] розраховуємо діаметр ведучої зірочки:

D3 ? (3…4) dв,

d3 ? 0,11м

Звідси:

d3 / dk = W3 / Wk,

W3 = d3 * Wk / dk,

W3 = (0,11 * 5,22) / 0,5 = 1,21рад/с.

При роботі ланцюгової передачі допустимі напруження у шарнірах ланцюга будуть несприятливими. Тому для нашого приводу можна застосувати роликовий однорядний ланцюг легкої серії типу ПРЛ із шагом Т = 38,1 та кількістю зубів ведучої зірочки Z1= 9 .

Розраховуємо ділильний діаметр ведучої зірочки за формулою:

dд = t / sin 180? / Z1.2,

dд1= 38,1 / sin 180? / 19 = 230,9 мм.

Міжцентрова відстань дорівнює:

a = 30 * t,

a = 30 * 38,1 = 1143 мм.

Кутова швидкість веденої зірочки:

W3? = n W3,

U = Z2 / Z1 = 19 / 9 = 2,1

W3? = 2,1 * 1,21 = 2,54 рад/с

Через передавальний конічний редуктор кутова швидкість веденої зірочки буде дорівнювати кутовій швидкості барабана стрічкового транспортера, звідси визначаємо:

W3? = Wб = 2,54 рад/с

Лінійна швидкість барабана:

Vл = Wб * rб,

Vл = 2,54 * 0,05 = 0,12 м/с.

Енергетичний розрахунок секцій культиватора

Для визначення енергетичних показників культиватора необхідно скласти рівняння загальної потужності на роботу однієї секції:

Nзаг. = Nпр + Nпер.,

де Nзаг. - загальна потужність на роботу однієї секції, кВт.

Nпр. - потужність на привід робочих органів, кВт.

Nпер. - потужність на перекочування машини, кВт.

Враховуючи те, що одна секція культиватора може приводитись від зусилля, яке прикладає одна людина, загальна потужність не повинна перевищувати, Nзаг.=1,0 кВт.

Потужність на привод робочих органів Nпр. Визначаємо за формулою:

Nпр = (2 * P * Vл) / зр* зл,

де Р - зусилля, яке прикладається на привод поперечного полотна при транспортуванні жуків, Н.

Vл - швидкість полотна, м/с.

зр - ККД конічного редуктора,

зл - ККД ланцюгової передачі,

Nпр = 2 * 2,0 * 0,12 / 0,97 * 0,95 = 0,52 кВт.

Потужність на перекочування машини, Nпр. Визначаємо за формулою:

Nпер = м * Qх * (Vм / 102) + q? * B,

де м - коефіцієнт опору опорного колеса,

Qх - тяговий опір колеса, кН.

Qx = 0,86 * ?v Qz / (q * Д? * В),

де Qz - вертикальне навантаження на вісь колеса, кг

q - коефіцієнт, який характеризує опір деформації ґрунту, кг/см?

Д - діаметр колеса, см.

В - ширина обода, см.

Qх = 0,86 * 20 / ?v (0,2 * 50 * 15) = 0,087 кН.

q? - питомий опір грунту на 1м. Ширини захвату лапи - нагортача, кН/м.

В - ширина захвату однієї лапи, м.

Виконуємо підстановку числових значень у формулу:

Nпер = 0,98 * 0,087 * 1,38 / 102 + 1,2 * 0,33 = 0,397 кВт.

Звідси загальна потужність на роботу однієї секції культиватора буде дорівнювати:

Nзаг = 0,52 + 0,397 = 0,917 кВт

При роботі культиватора із багатьма секціями, наприклад при

агрегатуванні із трактором, потужність визначається за формулою:

Nзаг.тр. = Nзаг * nсекцій,

де nсекцій - кількість секцій, nсекцій = 4 [ ]

Nзаг.тр. = 0,917 * 4 = 3,668 кВт

В процесі роботи культиватора серед вище названих робочих органів найбільше навантаження буде отримувати вісь опорного колеса. [13]

Розрахуємо зусилля, які діють на вал:

Рорк.к. = Nпр. / Vок,

де Vок - обертальна швидкість колеса, м/с.

Vo = Wk * rk,

Vo = 5,52 * 0,25 = 1,38 м/с

Звідси:

Рокр.к. = 0,52 / 1,38 = 0,376 Н

Т = Рокр.к. * tg 20°,

Т = 0,346 * 0,364 = 0,137 Н

Обертальна швидкість ведучої зірочки:

Vo = W * r,

Vo = 1,21 * 0,055 = 0,066 м/с

Рокр. = 0,52 / 0,066 = 7,878 Н

Q = 7,878 * 0,364 = 2,867

Реакції опор у вертикальній площині:

RAY = RBY = Рокр./2,

RAY = RBY = 0,376/2 = 0,188 H

Реакції опор у горизонтальній площині:

УМА = Q (а + в + с) + Т * а - RВХ (а + в) =0

УX = RAX + RBX - Q - T =0,

RBX = (Q (a + в + c) + Ta) / (a + в),

RBX = (2,867 * (100 + 100 + 128) + 0,137 * 100) / (100 + + 100) = 4,771 H

RAX = Q + T - RBX,

RAX = 2,867 + 0,137 - 4,771 = - 1,766 H

Сумарні реакції опор:

RA = vRAX? + RAY?,

RA = v1,766? + 0,188? = 1,776

RB = vRBX? + RBY?,

RB = v4,771?+ 0,188? = 40775 H

Епюри згинаючись у горизонтальній (Ми?) та вертикальній (Ми??) площинах будуть розраховані культиватор розпушувач

Мви = Мви? * Qc = 2,867 * 128 = 367,0 Н*м

Мси? = RAX * a = 1,766 * 100 = 176,6 Н*м

Мси?? = RAY * a = 0,188 * 100 = 18,8 Н*м

Результуючий згинаючий момент дорівнює:

Мси = v (Мси?)? + (Мси??)?,

Мси = 176,6? + 18,8? = 177,6 Н*м

Момент, який скручує вал на ділянці CD:

Mk = Nпр / Wk,

Mk = 0,52 / 5,52 = 0,094 Н*м

Умова міцності вала при одночасному згинанні та кручені:

жекв = Мекв. / W ? ¦ ж1¦u,

Мекв. = v (Мви)? + (Мк)?,

Мекв. = 367,0? + 0,094? = 367,0 Н*м

Допустиме напруження для сталі 45 становить¦ж1¦ = 260 Н/мм?

жекс = 367,0 / 706,5 = 0,5 Н/мм? ? ¦. . .¦u

Розрахуємо діаметр вала:

dв ? ? Мекв. / (0,1 * ¦ж1¦а ),

dв ? ?3,67 / (0,1 * 0,5) = 19,5 мм²

Приймаємо діаметр вала dв = 20 мм?.

Размещено на Allbest.ru