Схемы и параметры почвообрабатывающих машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Обоснование конструктивной схемы и параметров почвообрабатывающих машин

2. Исходные данные

3. Выбор параметров рабочего органа и орудия

4. Силы, действующие на рабочие органы и орудие

5. Анализ процесса перевода плуга из рабочего положения в

транспортное

6. Продольная устойчивость агрегата

Литература



Введение

почва обработка гидроцилиндр плуг

1. Почва представляет собой сложную дисперсную систему, состоящую из твёрдой, жидкой, газообразной фазы. Твёрдая фаза состоит из минеральных органических веществ, органические вещества не устойчивы во времени и пространстве - они изменчивы, а минеральные наоборот устойчивы во времени и пространстве, поэтому они являются основой почвы. Минеральные частицы в почве изменяются в пределах 3…0,001 мм. Этот предел условно разделяют на две группы: частицы > 0,01мм - физический песок, частицы < 0,01мм - физическая глина. По количественному содержанию глины в почве они подразделяются: глинистые - 85 % … 60 %, суглинистые - 60 % … 20 %, супесчаные - 20 % … 10 %, песчаные - < 10 %.

Для каждого типа почвы есть такая влажность, при которой они хорошо крошатся при минимальной затрате энергии, такое состояние почвы называют физической спелостью, а содержание влаги в этом случае называют оптимальной влажностью.

2.Виды механической обработки почвы.

При возделывании сельскохозяйственных культур, требуется выполнять различные обработки почвы, наиболее широко применяют: основную, поверхностную и специальную.

Основная обработка, как правило, выполняется в осенний период после уборки сельскохозяйственных культур, она производится на глубину 16 …35 см.

Поверхностная обработка применяется для подготовки почвы к посеву, при уходе за посевами, а также для обработки паровых полей. Включает в себя:: боронование, прикатывание, культивацию сплошную и междурядную. Она производится на глубину меньше 16 см.

Специальная обработка применяется для обработки малопродуктивных почв, солонцовых, болотных и почв, засорённых камнями. Включает в себя следующие операции: вспашку обычную и ярусную, подготовка ям для древесных посадок.

3. Машины для обработки почвы.

В зависимости от глубины хода рабочих органов и выполняемых операций почвообрабатывающие машины и орудия подразделяются на применяемые для основной и поверхностной обработок почвы.

Основную обработку почвы (на глубину более 16 см) проводят отвально-лемешными плугами. В засушливых районах, подверженных ветровой эрозии используют культиваторы-плоскорезы-глубокорыхлители и чизельные плуги.

Поверхностную обработку (на глубину до 14 см) выполняют лущильниками, культиваторами и фрезами.

Наиболее распространены лемешные плуги. Их применяют для вспашки почвы с оборотом пласта. Они подразделяются на плуги общего назначения (для вспашки старопахотных земель) и специальные (для каменистых почв, кустарниково-болотные, плантажные и др.). Дисковые плуги используют для вспашки тяжёлых .пересохших и переувлажнённых почв на поливных и др. землях. Комбинированные - применяют для вспашки тяжёлых почв с одновременным интенсивным рыхлением почвенного пласта. Чизельные плуги разуплотняют почву на большую глубину без оборота пласта.

По способу соединения с трактором плуги могут быть навесными, полунавесными и прицепными; по количеству рабочих органов - одно и -много корпусными.

Безотвальный корпус предназначен для обработки почвы без оборота пласта на почвах, подверженных ветровой эрозии.

4. Посевные и посадочные машины.

По способу посева эти машины делятся на рядовые, гнездовые, пунктирные, квадратно-гнездовые, разбросные.

По назначению: универсальные - для посева семян различных культур, специальные - для посева (посадки) семян и рассады одной или двух-трёх культур, схожих по физико-механическим свойствам, и комбинированные - для посева (посадки) и внесения удобрений.

По способу агрегатирования: прицепные (посевные), навесные (посевные и посадочные) и полунавесные (посадочные).



1. Обоснование конструктивной схемы и параметров почвообрабатывающих машин

Для основной обработки почвы в качестве рабочего органа на орудиях применяются отвальные корпуса, стойки СибИМЭ, чизельные наклонные рабочие органы и лапы. Основными параметрами, характеризующими эти рабочие органы, являются: ширина захвата рабочего органа b, угол раствора лезвия 2г или угол постановки лезвия лемеха к стенке борозды и0, угол крошения в, ширина лемеха l, угол наклона стойки чизеля б. От величины l и в зависят высота подъёма пласта и степень его крошения.

Значительное влияние на процесс подрезания сорняков и тяговое сопротивление оказывают углы 2г и и0, которые подбирают так, чтобы было обеспечено скользящее резание почвы вдоль лезвия, т.к. соблюдено условие

2г?2*(90-ц) или г?90-ц

где ц - угол трения почвы о сталь,

tgг=f

где f - коэффициент трения почвы о сталь, f=0,5.

2. Исходные данные

Трактор	Орудие	Глубина обработки, м	Удельное сопротивление почвы, кН/мІ
К - 701	Плуг безотвальный со стойками СибИМЭ	0.2	90



Таблица 2 Значения параметров рабочего органа

Рабочий орган	b, м	Н, м	2г, и0, град	В, град	б, град	l, м	Дb, м
Стойка СибИМЭ	0.35	0.7	38…42	15…25	-	0.15	0.03

Таблица 3 Основные технические данные трактора

Трактор	Ркр, кН	V, м/с	Gт, кг	База Lт, м	Насос	Подача насоса Qт, л/мин	Гидроцилиндр	d, м	Ход штока lш, м
К - 701	55.5	2.64	12500	3,2	НШ- 67Л	69	Ц - 125	0.125	0.4

3. Выбор параметров рабочего органа и орудия

Количество рабочих органов n, шт.:

, (1.1)

где з - коэффициент использования мощности двигателя трактора;

Pkp - мощность на крюке трактора, кН;

b - ширина захвата рабочего органа, м;

Дb - расстояние перекрытия между рабочими органами, м;

а - глубина обработки, м;

k - удельное сопротивление почвы, кН/мІ.

n = [55.5 · 0.9/((0.35 - 0.03) · 0.2 · 90)] - 0.03/(0.35 - 0.03) = 8.1

Число рабочих органов принимаем 9

Ширина захвата орудия B, м:

(1.2)

B = (0.35 - 0.03) · 9 + 0.03 = 2.91



4. Силы, действующие на рабочие органы и орудие

Сила тяжести орудия G, кН:

(1.3)

где q - удельная металлоёмкость орудия, кН/м

q = 6.5 кН/м

G = 2.91 · 6.5 = 18.915

Горизонтальная сила Rx, кН, действующая на рабочий орган относительно оси Х:

(1.4)

Rx = 90 · 0.2 · 0.35 · 9 = 52.3

Сила, действующая в плоскости, перпендикулярной движению агрегата, Ry, кН;

Ry = Rx/3 (1.5)

Ry = 52.3/3 = 17.4

Вертикальная сила Rz, кН, действующая на рабочий орган относительно оси Z:

(1.6)

где д - коэффициент пропорциональности;

д = 0.1…0.2

Rz = 0.1 · 52.3 = 5.23

Сила трения F, кН, полевой доски о стенку борозды:

F = f · Ry (1.7)

где f = 0.5 - коэффициент трения почвы о сталь

F = 0.5 · 17.4 = 8.7

Реакция почвы на ободе опорного колеса Q, кН:

Q = R2 · h2/h1 (1.8)

где R1 - результирующая сил G, Rxz, кН;

h2 - плечо силы R1 относительно т.1, м;

h1 - плечо силы Q относительно т.1, м.

R2 = 65.5 кН

h2 = 0.26 м

h1 = 1.34 м

Q = 65.5 · 0.26/1.34 = 12.7

5. Анализ процесса перевода плуга из рабочего положения в транспортное

Время подъёма t, с:

(1.9)

где l - ход штока, м;

d - диаметр поршня, м;

Qт - расчетная производительность насоса, мі/с;

з0 - объемный КПД;

l = 0.1 м

Qт = 0.00082 мі/с;

з0 = 0.95…0.96

t = 0.1 · 3.14 · 0.125І/(4 · 0.00082 · 0.95) = 1.6

Определение усилия на штоке гидроцилиндра S, кН. по методу Жуковского:

В начале подъема:

Составим уравнение моментов относительно т. 1:

(1.10)

откуда

S = G · H1/L1 (1.11)

где H1 - плечо силы тяжести, м;

L1 - плечо силы S относительно т.1, м.

S = 18.915 · 1.17/0.22 = 100.59

Определение усилия на штоке гидроцилиндра по методу Терского S, кН:

В конце подъема:

S = Mc/(Ю · i · L") (1.12)

где Mc - момент сопротивления, кН·м,

з = 1 - КПД механизма,

i - передаточное отношение механизма,

L" - плечо силы S.

Момент сопротивления Мс, кН·м:



Мс = G · H (1.13)

где H - плечо силы G относительно мгновенного центра вращения р, м.

H = 2.18 м

Mc = 18.915 · 2.18 = 41.23

Передаточное отношение механизма:

i = i1 · i2 (1.14)

где u1 - передаточное отношение четырехзвенника 1"-6"-7"-2";

u2 - передаточное отношение четырехзвенника 1"-5"-8"-2":

Передаточное отношение четырехзвенника 1"-6"-7"-2":

i1 = a/b (1.15)

где а - длина звена 1-5, м;

b - длина звена 2-5, м.

i = 0.55/0.35 = 1.57

Передаточное отношение четырехзвенника 1"-5"-8"-2":

i2 = л/l (1.16)

где л - расстояние от точки 5" до р, м;

l - длина звена 1"-5", м.

i2 = 1.73/1.2 = 1.44

Передаточное отношение механизма u:

i = 1.57 · 1.44 = 2.26

Подставляя данные формул (1.13) и (1.14) в (1.12), получаем

S = 41.23/(1 · 2.26 · 0.23) = 79.31

Мощность, потребная на привод насоса N, Вт:

N = Qт · Р/(Ю · Ю0) (1.17)

где Р - давление в гидросистеме, МПа.

Давление в гидросистеме Р, МПа:

Р = 4S/ р · dІ (1.18)

В начале подъема: P = 4 · 100.59/3.14 · 0.125І = 8.21

В конце подъема: Р = 4 · 79.31/3.14 · 0.125І = 6.4

Откуда N, кВт:

В начале подъема: N = 0.00082 · 8.21/0.9 · 0.95 = 7.8 кВт

В конце подъема: N = 0.00082 · 6.4/0.9 · 0.95 = 6.1 кВт

6. Продольная устойчивость агрегата

ч = G · b/(Gт · a) (1.19)

где b - плечо силы G плуга относительно оси задних колес трактора, м;

Gт - сила тяжести трактора, кН;

а - плечо силы G трактора относительно оси задних колес трактора, м.

b = 2.49 м. Плечо силы тяжести трактора относительно оси задних колес трактора, м:

а = (2/3) · Lг (1.20)

где Lг - длина опорной поверхности колес трактора, м

а=2/3 · 2.9 = 1.93

Откуда ч:

ч = 18.915 · 2.49/(125 · 1.93) = 0.19?0.4

Агрегат устойчив

Литература

1. Почвообрабатывающие и посевные машины: курс лекций / Бледных В.В., Рахимов Р.С., Стрижов В.А., и др. Челябинск, ЧГАУ, 2004 г.

2. Машины для поверхностной обработки почвы. Машины для посева и посадки. Стрижов В.А., Мордовцев В.Д. / ЧГАУ, Челябинск, 1997 г.

3. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин / Под ред. Клеукина М.И. / Т-2. Машиностроение, Москва, 1967 г.

4. Методические указания к курсовой работе «Обоснование конструктивных схем и параметров почвообрабатывающих посевных и посадочных машин» / ответств. Любимов А.И., и др. / Челябинск, ЧГАУ, 1992 г.

Размещено на Allbest.ru