Определение основных параметров настройки и производительности комбайна

Размещено на http://www.allbest.ru

1. АНАЛИЗ СХЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА

Хлебная масса с поля поступает на рабочие органы, производительность которых должна быть согласована между собой. Однако изменения условий уборки (влажность, урожайность, соотношение зерна и т. д.) неодинаково влияет на производительность каждого рабочего органа при соблюдении агротехнических требований.

Рабочие органы жатки убирают с поля q (кг/с) хлебной массы, которая передается в молотильный аппарат «МА». За счет удара бичей барабана и подбарабаньем происходит обмолот зерна и первый этап разделения хлебной массы на мелкий ворох q'_мв просеваемый через решетку подбарабанья и грубый ворох q_гв, q'_мв поступает непосредственно на очистку «О».

Масса мелкого вороха, передаваемого очистки:

(1.1)

Пройдя очистку из массы q_мв выделяется q_з - поступающее в бункер «Б», при этом его чистота должна составлять не менее 95%. При этом часть зерна р₀ теряется при очистке и уходит вместе с половой. Не выделенное соломотрясом зерно р_с составляют потери зерна, которые не должны превышать 0,3…0,5%.

При выполнении технологического процесса часть зерна теряется. Суммарные потери

?p = p_ж + p_с+ p_о, (1.2)

где ?p - суммарные потери при выполнении технологического процесса; зерноуборочный комбайн молотильный мотовил уборка

p_ж - потери за жаткой (p_ж ? 1 %);

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 согласно агротребованиям 1,5 %.

Из рабочих органов зерноуборочного комбайна наиболее производительными являются мотовило и режущий аппарат, а пропускная способность (секундная подача) и, следовательно, производительность молотильного аппарата зависят от параметров и режимов работы соломотряса и очистки. Если один из этих рабочих органов будет перегружен, то технологический процесс комбайном не будет выполняться в соответствии с агротехническими показателями.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ МОЛОТИЛЬНОГО АППАРАТА

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

(2.1)

где М - число бичей, М=10 шт;

L_б - длинна барабана, L_б=1,2 м;

q₀ - допустимая удельная нагрузка на единицу длинны бича,

q₀=0,67 кг/мс.



Если при уборке в молотильный аппарат хлебная масса поступает с показателями, отличными от эталонных, то фактическая пропускная способность молотильного аппарата

(2.2)

где в - коэффициент соломистости хлебной массы, в=0,62;

в₀ - эталонное значение коэффициента соломистости, в₀ = 0,60;

у - коэффициент использования пропускной способности комбайна,

у =0,54;

ш - коэффициент засоренности (ш = m_м / m_в - отношение массы мякины к массе вороха, поступающего на очистку, ш = 0,11).

Для дальнейших расчетов необходимо также увязать с пропускной способностью соломотряса и очистки и выбрать наименьшую из них.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СОЛОМОТРЯСА И 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_с). Валы и клавиши образуют четырехзвенный параллелограммный механизм. Каждая точка клавиши совершает плоскопараллельное движение по окружности радиуса г_с. Колена валов двух соседних клавиш смещены на некоторый угол, который зависит от их количества.

Пропускная способность соломотряса характеризуется процентом допустимых потерь сепарации зерна соломотрясом, происходит за счет просеивания зерна через пространственную решетку соломы и жалюзийные решетки клавиши и характеризуется коэффициентом сепарации µ (отношением количества зерна просеянного на определенном участке соломотряса к количеству поступившего на этот участок зерна). Доказано, что коэффициент µ 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

, (3.1)

где n_c -- частота вращения коленчатого вала соломотряса, для «ЛИДА - 1300 » принимаем

От этого показателя зависит дальность S транспортирования и скорость V_ср перемещения вороха вдоль клавиши. С повышением скорости толщина [h_с] слоя соломы и время пребывания ее на соломотрясе уменьшаются. При уменьшении толщины слоя соломы на соломотрясе сепарация повышается.

Фаза отрыва (подбрасывания) соломы:

(3.2)

где б- угол наклона клавиши к горизонту, б=12 град.

С- коэффициент, учитывающий запаздывание подбрасывание соломы, обусловленные ее упругостью. Коэффициент С зависит от величины и может быть определен из зависимости

(3.3)

Угол

Определяем время одного поворота коленчатого вала соломотряса

(3.4)

Выбираем промежуток времени , через который будем рассчитывать координаты х и у так, чтобы получилось 6...9 точек (обычно принимают t =0,03...0,05 с);

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

(3.5)

(3.6)



Таблица 1- Полученные расчеты представляем в табличной форме

Время Параметры	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3
rc ( sin to)ti	0,037	0,074	0,111	0,148	0,184	0,221
(g ti 2 / 2)sin	0,0025	0,0098	0,0221	0,0392	0,0613	0,0883
хi	0,0345	0,0642	0,0889	0,1088	0,1227	0,1327
rc (cos tо) ti	0,037	0,0728	0,1092	0,146	0,183	0,219
(gti 2 / 2) cos	0,0120	0,0480	0,1079	0,1919	0,2998	0,4317
уi	0,0246	0,0252	0,0018	-0,0456	-0,1169	-0,2123
= ti•57,3	59,6	119,2	178,8	238,4	298,0	357,6

Средняя скорость соломы за одно подбрасывание

(3.7)

где S - путь перемещение соломы относительно клавиш за одно подбрасывание, S=0,16 м.

Коэффициент сепарации , при котором произойдёт полное выделение оставшегося в соломе зерна

(3.8)

где L_с - длина соломотряса (техническую характеристику), L_с =4,1м;

е - коэффициент сепарации зерна декой молотильного аппарата, е=0,82;

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

Определяем максимальную толщину слоя соломы при котором обеспечивается сепарация зерна при допустимых потерях:

(3.9)

где h_ос - номинальная толщина слоя соломы, при которой определяется значение ₀ , (h_ос = 0,2 м);

_o - номинальное значение коэффициента сепарации, равное 1,8 м^-1 при толщине слоя соломы h_ос;

m - показатель степени, m = 1.

Определяем пропускную способность соломотряса по грубому вороху:

(3.10)

где В_с - общая ширина соломотряса, В_с=1,2 м;

- объемная масса соломы, = 20 кг/м³ .

Пропускная способность комбайна по соломотрясу:



(3.11)

Допустимая максимальная загрузка [q_мв]_max очистки по мелкому вороху, обеспечивающая процесс выделения зерна с учетом агротехнических требований:

(3.12)

где F_р - площадь сепарирующей поверхности решет очистки, F_р =3,86 м²;

q_оч - допускаемая нагрузка на 1 м² сепарирующей поверхности решета.

Допустимая пропускная [q_оч]_ф способность комбайна по очистке грубого и мелкого вороха (максимально допустимая подача хлебной массы в молотилку с учетом пропускной способности очистки):

(3.13)

где k_о - коэффициент, характеризующий работу молотильного устройства и соломотряса в зависимости от влажности (при влажности w = 14% k_о=1, выше w = 15% k_о = 0,8…0,9).



Сравнить фактическую пропускную способность комбайна по молотильному аппарату [q_ма]_ф, соломотрясу [q_с]_ф и очистке [q_оч]_ф и выбрать из них меньшее значение, приняв как [q]_{ф min}. Принимаем [q]_{ф min}=3,5 кг/с.

По выбранной фактической минимальной пропускной способности комбайна определить рабочую скорость машины с учетом предварительно выбранной ширины B захвата жатки:

(3.14)

где Q- урожайность зерна, Q =42 ц/га;

В- ширина захвата жатки, В =6 м.

Определяем производительность W(га/ч) за 1 час чистой работы комбайна:

(3.15)

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ МОТОВИЛА

Мотовило предназначено для подвода стеблей к режущему аппарату, удержания их в период среза и подачи к транспортирующим устройствам жатки.

Качество работы мотовила зависит от радиуса R, высоты H расположения оси мотовила над режущим аппаратом, выноса C' оси по отношению к режущему аппарату и показателя кинематического режима .

Среднее значение показателя _ср кинематического режима определяется отношением окружной скорости планки мотовила к поступательной скорости машины

л_ср = щ_м R / V_м. (4.1)

Для определения параметров мотовила необходимо определить:

Показатель кинематического режима

(4.2)

где l_ср - длина срезаемой части стебля, м;

R - радиус мотовила, м (см. техническую характеристику комбайна).

Длина срезаемой части стебля

l_ср = L_ср - h_ср, (4.3)

где L_ср - высота хлебостоя, L_ср=0,69 м;

h_ср -- высота среза, h_ср=0,2 м.

l_ср = 0,69 - 0,2=0,49 м.



Значение показателя кинематического режима в зависимости от предельных значений длин срезаемой части

(4.4)

где l_{ср max} - максимальная длина срезаемой части стебля, м;

l_{ср min} - минимальная длина срезаемой части стебля, м.

Максимальная и минимальная длина срезаемой части стебля

l_{ср max} = L_max - h_min, м; (4.5)

l_{ср min} = L_min - h_mаx, м,

где L_max, L_min - соответственно максимальная и минимальная высота стеблестоя, м;

h_mаx, h_min - соответственно максимальная и минимальная высота среза хлебостоя, м.

L_max = L_ср + ?L_ср=0,69+0,2=0,89 м; (4.6)

L_min = L_ср - ? L_ср=0,69-0,2=0,49 м.

h_mаx = h_ср + ? h_ср=0,2+0,05=0,25 м;

h_min = h_ср - ?h_ср=0,2-0,05=0,15 м.

l_{ср max} = L_max - h_min=0,89-0,15=0,74 м;

l_{ср min} = L_min - h_mаx=0,49-0,25=0,24 м.

Максимально допустимое значение показателя кинематического режима из условия невымолота зерна из колоса планкой мотовила в момент взаимодействия ее с колосом и сравнить предельно допустимое значение показателя кинематического режима _пр при принятой скорости комбайна со значением _max.

(4.7)

где V_у - допустимая скорость удара планки мотовила, м/с;

V_м - скорость машины.

Определяем переделы варьирования вращения вала мотовила с учетом полученных значений кинематического режима :

(4.8)

Пределы регулирования частоты вращения мотовила по технической характеристике:

Таким образом, полученные значения находятся в заданных приделах, и возможность регулировки частоты мотовила существует в заданных пределах.

Средняя высота установки мотовила над режущим аппаратом

(4.9)

Определяем пределы установки оси мотовила относительно режущего аппарата по высоте:

(4.10)

Максимальную высоту установки мотовила над режущим аппаратом, определенную по формуле (4.10), проверить на соответствия условия воздействия планки мотовила на срезанные части стеблей выше центра тяжести, но ниже колоса

H_max ? R + k'(L_max - h_min), м, (4.11)

где k = 2/3 длины срезаемой части стеблей от режущего аппарата - для прямостоящего нормального и высокого хлебостоя и k = 1/2 - для короткостебельного хлебостоя:



Минимальную высоту установки оси мотовила проверить на обеспечение минимально допустимого зазора между планкой мотовила и режущим Аппаратом:

H_min > R + (0,10...0,15), м. (4.12)

Величина перемещения оси мотовила над режущим аппаратом по вертикали, которую должен обеспечить механизм

?H = H_max - H_min=1,25-0,62=0,63 м. (4.13)

Таким образом, полученные значения находятся в заданных приделах, и возможность регулировки величины перемещения оси мотовила существует в заданных пределах.

Построить траекторию перемещения конца планки мотовила для показателей L_ср, h_ср и _ср .

? в выбранном масштабе вычертить окружность с радиусом R мотовила и разделить ее на 12 равных частей и обозначив точки 1, 2, 3 …12;

? определить путь, пройденный комбайном за время одного оборота мотовила:

(4.14)

? разделить S₀ на 12 равных частей и обозначить точки 1', 2', 3'…12';

? из точек 0, 1, 2, 3 …12' провести прямые линии параллельно направлению движения оси мотовила, а из точек 0, 1', 2', 3'…12' радиусом R сделать засечки на соответствующих прямых, проведенных через точки 0, 1, 2, 3 …12;

? полученные методом засечек точки 0, 1'', 2'', 3''…12'' соединить плавной кривой, которая и будет представлять траекторию (трохоиду) перемещения планки мотовила.

Графически определить теоретическую ширину b полосы стеблей, срезаемых под воздействием планки и вынос С' оси мотовила относительно режущего аппарата. Для этого необходимо:

? провести линию, представляющую поверхность поля, на расстоянии Н_ср + h_ср от линии перемещения оси мотовила;

? определить положение стебля в момент входа планки мотовила в хлебостой, для чего провести касательную к петле трохоиды, обозначить точку m и от нее отложить величину ma, равную длине стебля L_cр;

? из точки m радиусом, равным L_ср, провести дугу до пересечения со второй ветвью петли трохоиды в точке d, которая соответствует выходу планки из стеблестоя.

На полученной схеме определить и обозначить следующие значения:

- теоретическую ширину b полосы стеблей, срезаемых при воздействии планки;

- максимальный вынос оси мотовила по горизонтали C_max относительно режущего аппарата, для чего из точки d радиусом R выполнить засечку на линии движения оси мотовила (точка d ') и замерить расстояние по горизонтали между точками d и e (точка е - положение режущего аппарата в момент выхода планки из стеблестоя в точке d);

- расстояние С равно проекции отрезка dd (радиуса R мотовила) на горизонталь.

Коэффициентом полезного действия мотовила с ножом, который численно равен отношению ширины b_d полосы стеблей, которые срезает нож при воздействии одной планки к шагу мотовила, т.е.

(4.15)

Определяем шаг мотовила:

(4.16)

где z - число планок мотовила;

-коэффициент, учитывающий взаимодействия стеблей (1,0…1,7). Принимаем =1,7:

Коэффициент воздействия мотовила на стеблестой с учетом выноса оси мотовила (С')

(4.17)

Коэффициент воздействия мотовила на стеблестой из условия максимального выноса оси мотовила:

Исследуя зависимость (4.15) на экстремум, получим

(4.18)



Подставив в выражение (4.15), получим аналитическое выражение определения при максимальном выносе оси мотовила

(4.19)

Коэффициент воздействия мотовила на стеблестой С= 0.

Определим коэффициент при расположении оси мотовила над режущим аппаратом, т.е. С=0, тогда выражение примет вид:

(4.20)

5. АНАЛИЗ РАБОТЫ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА

Цель анализа - изучить процесс резания стеблей режущими аппаратами с различными типами механизмов привода. Для этого необходимо:

1) Установить закономерности изменения скорости перемещения сегмента режущего аппарата;

2) Определить рабочие скорости резания хлебной массы лезвием сегмента и сравнить с допустимой;

3) Построить графики траекторий перемещения сегментов режущих аппаратов и графики пробега активной части лезвия;

4) Построить диаграммы высоты стерни для стеблей, расположенных:

? по линии m - m ? у кромки противорежущей пластины пальца (рисунок 6.4);

? по линии m₁ - m₁, смещенной относительно этой кромки на некоторое расстояние

Таблица 2 ? Размерные характеристики сегментов и противорежущей части (пластины) пальца режущего аппарата

Марка комбайна	Размеры, мм
	t	l	b	f	b2	b1	h	S	m
КЗС-7	76	15	80	32	18	22	52	85	0

Современные зерноуборочные комбайны снабжены однопробежными режущими аппаратами нормального резания с одинарным ходом ножа, у которых шаг сегментов t и шаг пальцев t_о равны между собой, т. е. t = t_o = 76 мм. при этом ход S ножа равен

S = k t = k t₀, (5.1)

где k = 1,115 - для комбайнов «КЗС-7»;

S =85 мм.

Скорость перемещения ножа

(5.2)

Определение скорости начала и конца резания (рисунок 6.10[1]):

? на расстоянии t = t_o = 76 мм провести осевые линии перемещения двух соседних пальцев режущего аппарата и отметить ширину противорежущей пластины;

? определить величину смещения осей симметрии сегментов относительно осей симметрии пальцев

?S = (S ? t) / 2 = (85 ? 76) / 2 = 4,5 мм; (5.3)

? провести оси симметрии сегментов) и вычертить сегменты согласно данным таблицы 6.1[1];

? обозначить режущие кромки AB и A₃B₃ сегментов;

? провести ось ординат С_y .

Закономерность изменения скорости перемещения ножа с механизмом Шумахера отличается от закономерностей рассмотренных выше приводов. Изменение скорости перемещения ножа с механизмом Шумахера происходит по трапеции, скорость ножа в пределах среза стеблей по величине постоянна.

В связи с отсутствием информации по теории движения ножа с применением механизма Шумахера, в первом приближении высоту (ординату y_ш) трапеции следует определять исходя из допустимой скорости резания ([V_р] = 1,5…3,0 м/c) для зерновых культур и с учетом частоты вращения ведущего вала механизма привода режущего аппарата для комбайнов «ЛИДА-1300»

(5.4)

Частота вращения ведущего вала механизма

(5.5)

где - частота вращения ведущего вала механизма (приложение В[1]).



? отметить положение точек А - начала координат xAy и 0 - центра полуокружности;

? радиусом r = S/2 = 42,5 мм провести полуокружность с центром в точке 0;

? на высоте y_ш, провести горизонтальную линию до пересечения с полуокружностью в точках E и F;

? провести наклонные линии СЕ и DF.

В системе координат xCy ломаная линия CEFD представляет собой закономерность изменения скорости перемещения ножа;

? переместить режущую кромку АВ сегмента в положение А₁В₁ и из точки А₁ провести ординату А₁k₁ = y_н = y_ш;

? переместить режущую кромку А₁В₁ сегмента в положение А₂В₂ и из точки А₂ провести ординату А₂k₂ = y_к = y_ш ;

? нанести перемещение x_н ножа до начала резания, x_к - в конце резания и x_р - в течение процесса резания;

? замерить ординаты y_н и y_к, определить скорости начала и окончания резания

V_рн = щ_ш y_н = щ_ш y_ш=63,3Ч0,025=1,6 м/с. (5.6)

V_рк = щ_ш y_к = щ_ш y_ш=1,6 м/с.

Определяем величину перемещения машины при угле поворота ведущего вала на угол б' методом пропорции

Вычертить положение сегментов и пальцев, как показано на рисунке 6.11 [1]и, используя закономерность скорости резания (рисунок 6.10 [1]), построить траектории абсолютного движения точек режущего аппарата с приводом Шумахера.

Для этого:

? радиусом r = S / 2 провести полуокружность с центром в точке 0;

? разделить полуокружность на несколько равных частей (не менее 6)

и обозначить точки 1; 2; 3…6;

? определить величину перемещения машины за один ход ножа по выражению

= (5.7)

? из точки D провести ординату z, отложить на ней величину подачи L на нож и разделить на шесть частей, как и полуокружность, обозначив соответственно точки 1; 2'; 3'...6';

? провести из точек пересечения лучей-радиусов с трапецией вертикальные линии, а из точек 1; 2'; 3'...6' - горизонтальные - до их взаимного пересечения в точках, которые и будут промежуточными точками траектории (рисунок 6.11[1]);

Построение графика пробега активной части лезвия сегмента и диаграммы высоты стерни.

Для привода ножа с механизмом Шумахера исходными данными являются: шаг сегментов и пальцев - t = t₀ = 76 мм; ход ножа - S = 85 мм; ?S = 4,5 мм.

Средняя ширина противорежущей пластины

(5.8)

где b₁ и b₂ - размеры противорежущей пластины (табл. 6.1 [1]).

Вычертить график пробега активной части лезвия сегмента и диаграммы высоты стерни для стеблей, расположенных по линии m - m

? соединить эти точки кривой, которая представляет собой траекторию перемещения точек активной части лезвия сегмента ножа;

? соединить этой траекторией точки А и А₁, а также В и В₁.

? на расстоянии S провести осевые линии перемещения двух соседних пальцев режущего аппарата и ширину противорежущей пластины;

? вычертить четыре (I, II, III, IV) положения сегмента на расстоянии L друг от друга;

? используя шаблон траектории абсолютного перемещения точек сегмента, соединить крайние точки соответствующих режущих кромок сегмента;

? определить графически величину угла и (направление отгиба стеблей), для этого отложив по горизонтали рR, а по вертикали - L;

? отметить точки a, b, c, d, e пересечения траекторий с линией m - m;

? предполагая, что срезаются стебли, растущие по линии m - m, графически определить отгибы: поперечный - q₂ и максимальный продольный - q₃.

Из графика пробега активной части лезвия сегмента следует, что стебли, которые расположены на отрезках ab и de срезаются режущей кромкой AB сегмента без отгиба у противорежущей пластины правого пальца при прямом ходе ножа (слева направо ? соответственно из положения I в положение II и из III в IV). Стебли, расположенные на отрезка bc, отгибаются режущей кромкой CD сегмента при обратном ходе ножа (справа налево ? из положения II в положение III) и срезаются с поперечным отгибом q₂ у левого пальца.

Стебли, расположенные на отрезке cd, отгибаются пальцевым брусом вперед по ходу комбайна и срезаются в точке d с разным по величине продольным отгибом, максимальная величина которого равна q₃. При каждом последующем ходе ножа картина изменения высоты стерни будет циклически повторяться.

Построение диаграммы высоты стерни. Для этого:

? провести линию, соответствующую поверхности поля;

? из точек a, b, c, d и e провести линии до пересечения с поверхностью поля;

? на участках ab и de высота среза соответствует высоте установки режущего аппарата - h (срез осуществляется без отгиба - q = 0);

? для определения высоты стерни при срезе стеблей с отгибом, расположенных на участке bc, отложить величину поперечного отгиба q₂ и определить высоту стерни;

? для определения величины отгиба на участке cd отложить величину продольного отгиба q₃, разделив на несколько равных по величине частей, и определить высоту стерни с учетом переменной величины отгиба.

Стебли, растущие в треугольнике cdk, срезаются в точке d с разными отгибами при перемещении сегмента из положения III в положение IV.

Большинство стеблей срезаются с некоторым отгибом от вертикального положения. В результате высота стерни получается больше высоты установки режущего аппарата над поверхностью поля.

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

L_min ? l_{ст max}, (5.9)



где l_ст - высота стерни;

L_min - минимальная длина стеблестоя.

Высота стерни для второй и третьей (максимальное значение) зон отгиба

(5.10)

где h - высота установки режущего аппарата относительно поля;

q₂ и q₃ - соответственно значение поперечного и максимального

продольного отгиба стеблей.

Полученные расчётные значения соответствуют построенным.

Предельная высота h_пр установки режущего аппарата должна соответствовать условию: минимальная длина (l_{ср min}) срезанных стеблей должна быть больше или равна максимальной высоте стерни

l_ср ? l_{ст max}. (5.11)

Предельно допустимый отгиб q_пр (приняв l_ст = L_min)

(5.12)

По результатам расчётов видно, что q₂ и q_{3 max} не превышают по величине q_пр и соответствуют технологическому процессу.



6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УБОРКИ

Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия:

N_дв ? N_т , (6.1)

где N_дв - мощность двигателя, кВт;

N_т - мощность, необходимая для выполнения технологического процесса, кВт.

Мощность, необходимая для выполнения технологического процесса комбайном

N_т = N_р + N_ма + N_ро + N_п, (6.2)

где N_р - мощность, затрачиваемая на процесс резания, кВт;

N_ма - мощность на привод молотильного барабана, кВт;

N_ро - мощность на привод остальных рабочих органов (принимать из таблицы 7.1[1]), N_ро=60 кВт;

N_п - мощность на перемещение комбайна, кВт.

Мощность, необходимая для выполнения процесса резания,

N_р = T_max r, (6.3)

где T_max - максимальная сила, действующая в приводе ножа, Н;

? угловая частота вращения ведущего вала привода, 1/с;

r ? радиус кривошипа механизма привода ножа, м.

В процессе резания на нож режущего аппарата действуют соответствующие силы

T_i = R_cр + P_ji + F, (6.4)



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

- сила инерции масс ножа, возникающая за счет непостоянства скорости перемещения ножа, Н;

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

Сила сопротивления срезу стеблей зависит от площади нагрузки и густоты стеблестоя

, (6.5)

где - удельная работа, затрачиваемая на срез растений с 1 см² ( =1,0Ч10^-2 Дж/см²;

f_н - площадь нагрузки на лезвие сегмента, см²;

х_н и х_к - величина перемещения ножа, соответствующая началу и концу резания, х_н=0,027 м, х_к=0,05935 м.

Площадь нагрузки на лезвие сегмента

f_н = L S, (6.6)

где L - подача, L=5,4 см;

S - ход ножа, S=8,5 см.

f_н = 5,4Ч8,5=45,9 см².

Число сегментов

z = B / t, (6.7)



где B - ширина захвата жатки, В=3,6 м;

t - ширина сегмента, t =0,076 м.

z = 3,6/ 0,076=48 шт.

Максимальное значение силы инерции (при х = 0 и х = S):

P_{j max} ? ± m_н щ² r, (6.8)

где m_н ? общая масса ножа (m_н = m_oB), кг;

m₀ ? масса одного погонного метра ножа (m_o = 2,0…2,2 кг/м);

щ - угловая частота вращения ведущего вала привода (по технической характеристике комбайна), щ =63,3 с^-1;

r - радиус кривошипа механизма привода ножа ,r = S / 2=0,0425 м.

m_н = 2,0Ч3,6=7,2 м.

P_{j max} ? 7,2Ч63,3²Ч0,0425=1226,1 Н.

Сила трения

F = f G, (6.9)

где G = m_н g - сила тяжести ножа, определяемая из расчета его длины;

f - коэффициент трения (f = 0,25…0,30).

F = 7,2Ч9,81Ч0,25=17,7 Н.

По результатам расчетов построить графики изменения сил R_cр, P_j и F сопротивления, действующих на нож:

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

- сила P_j инерции для механизма Шумахера графически изменяется по ломаной HMKL прямой, характер которой определяется координатами х₁

при V_р = const (рисунок 7.3);

- на отрезке MK сила инерции для механизма Шумахера равна 0;

- координаты х₁ взять из чертежей;

- сила F трения графически отображается линией, параллельной оси абсцисс;

По максимальной суммарной силе T_max для соответствующих типов приводов режущего аппарата определить мощность, затрачиваемую на преодоление сил сопротивления резанию.

T_max= P_{j max} +F=1226,1+17,7=1243,8 H;

N_р = 1244,6 Ч 63,3Ч0,0425=3346,1 Вт.

Мощность, необходимая для обмолота (N_о) и на холостой ход (N_x):

N_ма= N_о + N_x. (6.10)

Мощность на холостой ход N_x, затрачивается на преодоление трения в опорах и сопротивление воздуха

(6.11)

где: а_х -- коэффициент сил трения ( для бильных барабанов а_х = 0,85… 0,90Н на каждые 100 кг массы барабана (масса «ЛИДА-1300»-- 320 кг));

b_x -- коэффициент, зависящий от плотности воздуха, формы и размера вращающихся частей барабана (для бильных барабанов стандартного типа b_x = 0,055…0,090 Нс²/м² ).

Мощность технологического процесса, необходимая на преодоление сопротивлений от взаимодействия бичей с растительной массой

(6.13)

где: а_Т и b_Т - экспериментально установленные коэффициенты, зависящие от состояния и сорта культуры и конструктивных параметров молотильного устройства ( для барабанно-декового аппарата равны а_Т = 100...120 Н (кг/с^-2) и b_Т = 8…10 Н (кг/с^-2).

=.

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

N_ма=1018,8+ 18886,2=19905 Вт.

Мощность, необходимая для передвижения комбайна,

(6.14)

где P - усилие затрачиваемое комбайном на перекатывание, Н;

з_тр - КПД трансмиссии ходовой части комбайна (з_тр = 0,87);

з_б - коэффициент буксования (з_б = 0,95…0,98).

Сопротивление перекатыванию

Р = G_к (f ± i / 100) , (6.15)

где f - коэффициент сопротивления качению (f = 0,07…0,09 - стерня после уборки зерновых);

G_к = m_к g - сила тяжести комбайна, кН (приложение А[1]);

i - уклон поля, i =2%.

Масса m_к комбайна

m_к = m_э + ?m, (6.16)

где m_э - эксплуатационная масса комбайна, m_э=11330 кг;

?m - масса технологического материала, находящегося в бункере и копнителе комбайна, ?m =5000 кг.

m_к =11330+5000=16330 кг.

G_к =16330Ч9,81=160197,3 Н.

Р =160197,3 Ч(0,08 + 2/100)= 16019,73 Н.

Вт.

Общая потребляемая комбайном мощность на выполнение технологического процесса



N_т = 3,35+22,2+60+28,23= 113,78 кВт.

Сравниваем расчетную потребляемую мощность с мощностью двигателя комбайна:

N_т=113,78 кВт и N_ДВ=179 кВт.

По результатам расчётов видно, что мощности двигателя комбайна вполне хватает для выполнения технологического процесса.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проделанной курсовой работы были произведены расчеты определенных показателей рабочих органов зерноуборочного комбайна: пропускная способность молотильного аппарата, пропускная способность соломотряса и очистки, основные регулировочные параметры мотовила. Произведен анализ режущего аппарата.

При определении пропускной способности молотильного аппарата были определены следующие показатели рассчитываемого комбайна: пропускная способность молотильного аппарата q_пр=4,45 кг/с . Все эти показатели изменяются в допустимых пределах.

При определении пропускной способности соломотряса и очистки определили траекторию полета соломы, которую представили на чертеже. Также определили пропускную способность очистки q_оч =16,01 кг/с , рабочая скорость машины V_м =1,09 м/с и производительность за час работы комбайна W=1,41 га/ч.

В расчете основных регулировочных параметров мотовила определили пределы установки оси мотовила относительно режущего аппарата по высоте H_ср =1 м, пределы варьирования вращения вала мотовила с учетом полученного показателя кинематического режима n_min =19,7 мин^-1 и n_max =34,9 мин^-№. Все основные параметры мотовила отображены на схеме мотовила.

При анализе работы режущего аппарата были построены: график скорости резания (определено перемещение машины за один ход ножа) , график побега лезвия сегмента, график высоты стерни для стеблей растущих на линии т-т.

Задачей и целью данной курсовой работы было определение основных параметров настройки и производительности комбайна, что и прослеживалось при выполнении работы. Т.е. цели и задачи были достигнуты.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛитературЫ

1. В.И.Ходосевич, Г.А. Радишевский, А.В. Кузьмицкий «Сельскохозяйственные машины» - Учебно-методическое пособие : Минск, БГТУ 2010г.

2. Кленин, Н.И. Сельскохозяйственные мелиоративные машины / Н.И. Кленин, В.А. Сакун. - М. : Колос, 1994. - 567 с.

3. Кленин, Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: Элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров / Н.И. Кленин, В.А. Сакун. - М. : Колос, 1980. - 342 с.

4. Босой Е.С. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин / Е.С. Босой [и др.]. - М. : Машиностроение, 1978. - 461 с.

5. Сташинский, Р.С. Лабораторные работы / Р.С. Сташинский, Н.Ю. Липский, Т.П. Галимский. - Мн. : БИМСХ, 1986. - 78 с.

6. Размыслович, И.Р. Практикум по сельскохозяйственным машинам : для с.-х. вузов по спец. «Механизация сельск. хоз-ва» / И.Р. Размыслович [и др.]. - Мн. : Ураджай, 1997. - 381 с.

7. Новиков, А.В. Методические указания по оформлению курсовых и дипломных проектов / А.В. Новиков, Н.Ю. Липский. - Мн. : БИМСХ, 1983.

Размещено на Allbest.ru