РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ВИКОНАННЯ ПОЯСНЮЮЧОЇ ЗАПИСКИ

КОНСТРУКЦІЯ, РОЗРАХУНОК І ВИРОБНИЦТВО СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ МАШИН

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання курсового проекту №1 для студентів спеціальності

“Машини та обладнання сільськогосподарського виробництва” (7.090215) машинобудівного факультету денної та заочної форми навчання

Редакційно-видавничий відділ
Луцького державного технічного університету

Луцьк 2006

УДК 631.3 (075.8)

Конструкція, розрахунок і виробництво сільськогосподарських машин. Методичні вказівки до виконання курсового проекту №1 для студентів спеціальності “Машини та обладнання сільськогосподарського виробництва” (7.090215) машинобудівного факультету денної та заочної форми навчання. Хайліс Г.А., Цизь І.Є., Голячук С.Є. - Луцьк: ЛДТУ, 2006. – 60 с.

У пропонованих методичних вказівках наведені рекомендації та матеріали для виконання курсового проекту №1, що присвячений розробці плужного робочого органу, із предмета “Конструкція, розрахунок і виробництво сільськогосподарських машин”

Укладачі: Г.А. Хайліс, д.т.н., професор

І.Є. Цизь, к.т.н., доцент

С.Є. Голячук, к.с-г.н., доцент

Рецензент: В.Ф. Дідух,

д.т.н., професор

Відповідальний за випуск: к.т.н., доцент І.Є. Цизь

Затверджено науково-методичною радою ЛДТУ,

протокол № від 2006 р.

Затверджено до друку науково-методичною радою ННВ ІІ та ІТ ЛДТУ, протокол № 3 від 18.01.2006 р.

Затверджено на засіданні кафедри сільськогосподарського машинобудування, протокол № 4 від 8.11.2005 р.

ВСТУП

Курсове проектування є частиною навчального процесу. Мета курсового проекту №1 із предмета “Конструкція, розрахунок і виробництво сільськогосподарських машин” – навчити студентів самостійно розраховувати і проектувати лемішні плуги на основі знань, отриманих при вивченні дисципліни.

За В.П. Горячкіним, раціональним є спосіб проектування поверхонь робочих органів лемішних плугів, що складається із послідовного виконання таких задач:

- встановлення деформації, якої повинна зазнавати скиба при переміщенні її поверхнею робочого органу;

- підбір відповідно до цих деформацій форми робочої поверхні.

На сьогоднішній день ведуться розробки методів проектування робочих органів лемішних плугів, що передбачають вказаний вище спосіб. Проте на практиці при проектуванні цього класу машин вирішують поставлені задачі у зворотному порядку:

- задаються формою поверхні робочого органу;

- встановлюють деформації, які зазнає скиба при взаємодії із такою поверхнею.

Для якісного виконання даного курсового проекту студент повинен ґрунтовно володіти методами нарисної геометрії, інженерної графіки, опору матеріалів та інших базових технічних дисциплін.

Набуті у процесі проектування лемішного плуга навики можуть бути використані при розробці інших ґрунтообробних знарядь, а також підкопуючих органів збиральних машин.

Загальні положення

Проект складається із пояснюючої записки (25–30 аркушів за формою 2 та 2а згідно з ГОСТ 2.104-68) та графічної частини (4–5 аркушів формату А1 (594х841) згідно з ГОСТ 2.301-68). Зразки аркушів форми 2 та 2а наведені у додатках Б та В.

Пояснююча записка оформляється відповідно до ГОСТ 2.105-96. До пояснюючої записки (ПЗ) у наведеній послідовності входять: титульна сторінка (зразок у додатку А), завдання на курсовий проект, реферат, зміст, основна частина, список використаної літератури, додатки. Лицьовою стороною обкладинки є титульна сторінка.

Перша текстова сторінка ПЗ (“РЕФЕРАТ”) виконується на аркуші відповідно до форми 2 із відповідним основним надписом (додаток Д). Всі решта сторінок ПЗ оформляються на аркушах відповідно до форми 2а.

Нумерація сторінок повинна бути суцільною; першою сторінкою є титульна, другою – завдання для курсового проекту, третьою – реферат і т.д. На сторінках 1 та 2 нумерація не ставиться. Текст розміщують на одній стороні аркуша. Кожен розділ пояснюючої записки розпочинають із нової сторінки без вставних аркушів із його назвою. Назву розділу записують прописними літерами і розміщують на 15 мм нижче верхнього краю сторінки. Розділи нумеруються арабськими цифрами. Номер і назва розділу розділяються крапкою, після назви розділу крапка не ставиться.

За оформлення ПЗ у друкованому вигляді використовують шрифт Times New Roman розміром 14 pt з інтервалом міжрядь 1,5.

Підрозділи нумеруються арабськими цифрами в межах розділу в такій послідовності: номер розділу, крапка, номер підрозділу, крапка. Назву підрозділу, крім першої великої, пишуть маленькими літерами. Крапка після назви підрозділу не ставиться. Перенесення в назвах розділів та підрозділів не допускаються. Відстань між рядками в заголовках розділів та підрозділів повинна становити півтора інтервали (5 мм). Назва підрозділу подається з абзацу на 15 мм нижче попереднього рядка. Перший рядок тексту починається на 15мм нижче від назви підрозділу. Текст розміщують таким чином: від рамки форми до меж тексту на початку рядка не менше 5 мм, в кінці рядка не менше 3 мм, відстань від верхнього або нижнього рядка тексту відповідно до верхньої або нижньої рамки форми залишають не менше 10 мм. Абзаци в тексті починаються відступом рівним 15-17 мм. Кількість рядків на одній сторінці не повинна перевищувати 30.

Розрахунки спочатку записуються в загальному вигляді (формула) із розшифровуванням кожної букви, а потім підставляються цифрові значення. Перший рядок розшифровки розпочинається словом «де» без двокрапки після нього. Значення кожного нового символу пишуться з нового рядка.

Одиниці фізичних величин, їх назва, вибір і написання повинні відповідати міжнародній системі одиниць (СІ).

Формули слід нумерувати в межах розділу. Номер формули в круглих дужках з вирівнюванням по лівому краю сторінки. Складається він із номера розділу та власного номера формули, розділених крапкою. При посиланні в тексті вказують її повний номер, наприклад: „за формулою (2.10)...".

У записці слід вміщувати ілюстрації (схеми, графіки, креслення діаграми, та інші рисунки), які необхідні для повного розуміння тексту. Ілюстрацію розміщують там, де в тексті є перша згадка про неї. Нумеруються ілюстрації арабськими цифрами суцільною нумерацією в межах розділу. Слово „Рисунок" пишуть скорочено під самим рисунком та супроводжують тематичною назвою із розшифровкою всіх буквених та цифрових позначень, наприклад: Рис. 1.1. Функціональна схема плуга. Якщо рисунок або таблиця розміщені на аркуші більшого формату ніж А4, то їх необхідно враховувати як один аркуш.

Таблиці оформлюються згідно з ГОСТ 2.105-95. Перед таблицею записується заголовок, який складається із слова «Таблиця», номера таблиці та її назви. Нумерація таблиць здійснюється арабськими цифрами суцільною нумерацією в межах розділу (див. табл.1.1). Номер таблиці складається з номера розділу та порядкового номера таблиці, які розділені крапкою. Відповідний цифровий номер таблиці ставиться без знака №. Назву таблиці вказують один раз зліва над першою частиною таблиці, над іншими частинами (при перенесенні таблиці на іншу сторінку) пишуть слова «Продовження таблиці» з вказуванням її номера. Між номером таблиці і назвою ставиться крапка.

У кінці заголовків та підзаголовків таблиць крапка не ставиться. Заголовки граф таблиць пишуться з великих літер, підзаголовки з малих, коли вони складають одне речення із заголовком, та з великих, коли окремі. Наприклад:

Таблиця 1.1. Технічна характеристика плуга

№ п/п	Показники	Одиниці вимірювання	Значення

У розрахунках і таблицях необхідно вказувати одиниці вимірювання.

Для формул, довідкових даних та інших матеріалів, наприклад, експериментальних, необхідно давати посилання на джерела, із яких вони взяті. Наприклад: “... швидкість руху агрегату знаходиться в межах 1,5...2,5 м/с” [3]; цифра 3 в квадратних дужках означає, що даний текст взятий із літературного джерела під номером 3 у списку використаної літератури.

У список використаної літератури включаються всі використані джерела із вказуванням прізвища та ініціалів автора, повної назви (книги, статті, звіту і т.д.), міста, видавництва і року випуску. Розташовуються літературні джерела за прізвищами авторів, що подаються в алфавітному порядку.

Додатки оформляються як продовження записки. Кожен додаток починається з нової сторінки, у правому верхньому куту пишеться слово «Додаток». Нумерація додатків здійснюється літерами української абетки, за винятком літер Г, Є, І, Ї, Й, О, Ч, Ь, наприклад: додаток А.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ВИКОНАННЯ ПОЯСНЮЮЧОЇ ЗАПИСКИ

Пояснююча записка включає, окрім титульної сторінки та завдання на курсовий проект, такі складові.

Реферат

Зміст

Вступ

1. Основні вимоги до проектованої машини й умов її експлуатації.

1.1. Призначення машини та вихідні вимоги.

1.2. Технічне завдання на проектовану машину.

1.3. Вихідні дані для проектування і розробки конструкції машини.

1.3.1. Відомості про природнокліматичну зону.

1.3.2. Відомості про технологічні процеси.

1.3.3. Властивості оброблюваного матеріалу.

1.3.4. Аналіз конструкції машин аналогів та машин, що агрегатуються з проектованою.

2. Проектування робочої поверхні корпусу лемішного плуга.

2.1.Побудова поперечно-вертикальної (лобової) проекції циліндроїдальної (гвинтової) робочої поверхні.

2.2.Побудова проекції твірної циліндроїдальної (гвинтової) робочої поверхні у вертикальній та горизонтальній площинах.

2.3.Побудова горизонтальної та бічної проекції циліндроїдальної (гвинтової) робочої поверхні.

2.4.Побудова кривих перерізів циліндроїдальної (гвинтової) робочої поверхні поперечно-вертикальними і поздовжньо-вертикальними площинами.

2.5.Побудова кривих ортогональних перерізів (шаблонних кривих).

2.6.Побудова розгортки (заготовки) полиці.

3. Обґрунтування до побудови схем машини.

3.1.Обґрунтування функціональної схеми машини.

3.1.1. Розрахунок кількості робочих органів.

3.1.2. Розрахунок ступеня завантаження двигуна енергетичного засобу.

3.1.3. Побудова функціональної схеми машини.

3.2. Обґрунтування принципової схеми машини.

3.2.1. Конструювання принципової схеми машини.

3.2.2. Розробка рамних та допоміжних елементів конструкції.

3.2.3. Складання технічної характеристики машини.

4. Конструювання збірних одиниць і деталей робочого органу та проектованого вузла.

4.1. Обґрунтування форми, вибору матеріалу і методу виготовлення деталей.

4.2. Розрахунок польової дошки на міцність.

4.3. Обґрунтування розмірів з урахуванням можливих методів ремонту.

4.4. Обґрунтування допусків і технічних вимог для виготовлення деталей.

4.5. Оцінка технологічності виготовлення розроблюваних деталей.

4.6. Обґрунтування структури збірних одиниць, виходячи з технологічного процесу збирання, регулювання, ремонту і технічного обслуговування.

4.7. Обґрунтування видів регулювань та вибору мастильних матеріалів.

4.8. Розробка конструкції проектованого вузла

5. Рекомендації з експлуатації розробленого плуга.

5.1. Технічне обслуговування машини.

5.2. Організація робіт із використанням розробленого плуга.

Висновки.

Список використаної літератури.

Додатки.

2.1. РЕФЕРАТ

Реферат повинен містити:

Ø відомості про об’єм курсового проекту, кількість ілюстрацій, таблиць, додатків, кількість літературних джерел;

Ø перелік ключових слів (5-15 слів);

Ø текст реферату (в короткій формі повідомляються поставлені в проекті завдання, методи їх розв’язку та основні досягнуті результати).

Об’єм реферату не повинен перевищувати 600 друкованих знаків. Зразок оформлення реферату наведено у додатку Е.

2.2. ЗМІСТ

Зміст розміщується зразу ж після реферату, починаючи з нової сторінки, та включає назви усіх складових частин пояснюючої записки, у тому числі і додатки, з вказуванням номера сторінки їх розташування.

2.3. ВСТУП

Відображаються основні соціально-економічні та науково-технічні задачі, які вирішуються у країні в сільському господарстві та сільськогосподарському машинобудуванні. Розглядається значення машини, яка проектується або робочого органу. Формулюються на основі цих даних та даних завдання задачі курсового проекту. Вступ розміщується на окремій сторінці.

2.4. ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО ПРОЕКТОВАНОЇ МАШИНИ І УМОВ ЇЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

2.4.1. Призначення машини та вихідні вимоги

Подаються відомості про призначення машини, яка проектується. Описуються технологічні операції, які виконує машина та процеси, в які входять ці операції. Приводяться основні вихідні вимоги до машини, яка проектується (з ними можна ознайомитися у підручниках [2, 5, 6]) та агротерміни виконання робіт. У вимогах відображаються: призначення, місце в системі машин, зона застосування, умови роботи, показники технологічного процесу, техніко-експлуатаційні вимоги та показники, що регламентують надійність, а також економічні вимоги.

2.4.2. Технічне завдання на проектовану машину

2.4.2.1. Назва виробу та сфера застосування

2.4.2.2. Мета та призначення розробки

2.4.2.3. Технічні вимоги

Повинні містити вимоги та норми, що визначають показники якості та експлуатаційні характеристики виробу з урахуванням чинних стандартів та норм стосовно складу виробу і вимог до конструкції: за показниками призначення (показники якості, продуктивності, витрати палива, потужності що споживається); за вимогами до надійності (довговічність, безвідмовність, придатність до зберігання та ремонтопридатність); за вимогами до технологічності (вимоги до виробничої та експлуатаційної технологічності конструкції і базовим показникам технологічності); за вимогами до рівня уніфікації та стандартизації.

2.4.2.4. Вимоги безпеки

Як зразок можна використовувати дані наведені у [5] ст. 37.

2.4.2.5. Естетичні та ергономічні вимоги

За основу при формуванні естетичних та ергономічних вимог доцільно використовувати дані наведені у [9] ст. 73-77.

2.4.2.6. Вимоги до патентної чистоти

Слід визначити чи використані у проектованій машині розробки, що охороняються відповідними документами та є приватною власністю. Якщо так, то вказати на придбання ліцензій яких фірм слід розраховувати при впровадженні даної машини у виробництво.

2.4.2.7. Вимоги до складових частин виробу, сировини, експлуатаційних матеріалів

Всі матеріали і комплектуючі вироби за найменуванням і марками повинні відповідати закладеним в технічну документацію на плуг вимогам і відповідати ДСТУ, ТУ і іншим нормативним документам на них.

Вибір матеріалів і комплектуючих виробів повинен забезпечувати виконання показників призначення, експлуатації та інших вимог.

Матеріали, які використовуються для виготовлення плуга, повинні відповідати діючим стандартам Міністерства аграрної політики.

Полиця та польова дошка повинні виготовлятися зі Ст 2, леміш – лемішної сталі 55Л, лита стовпа із чавунів ВЧ 45-5, ВЧ 50-2 або сталей 25 Л, 30 Л, 35 Л. Осі виготовлятися із сталі однієї з приведених марок: 20х, 18хГТ, 25хГТ, 38хС, 40х ГОСТ 4543-71.

Для мащення підшипників повинно використовуватись мастило універсальне УС–2 ГОСТ 1033-73.

2.4.2.8. Умови експлуатації

Слід вказати, умови за яких повинна забезпечуватись робота виробу із заданими технічними показниками (див. [5] ст. 36).

2.4.2.9. Вимоги до маркування та пакування

Як приклад доцільно використати дані, наведені у [9] ст. 23-24.

2.4.2.10. Вимоги до транспортування і зберігання

Плуг з підприємства-виробника відвантажується у зібраному вигляді на транспортних підставках. Інструмент, а також документація повинні бути запаковані в сумку, прикріплену до рами плуга.

Спосіб навантаження, а також розміщення і кріплення пакувальних місць при транспортуванні повинні бути узгодженні транспортуючими організаціями у встановленому порядку і повинні забезпечити повну збереженість виробу та упаковки.

Транспортування плуга здійснюється автомобільним і залізничним транспортом відповідно до вимог нормативно-технічної документації транспортних міністерств із перевезення вантажів: “Правила перевезення вантажів.”

При транспортуванні плуга залізничним транспортом на відкритій платформі або транспортом, для його кріплення повинен застосовуватись дріт м’який, термічно оброблений згідно з ГОСТ 3282-74, діаметром не менше 4 мм.

Умови зберігання плуга на підприємстві-виробнику до відвантаження повинні гарантувати повну їх збереженість, комплектність, якість і товарний вигляд.

Зберігатися плуг повинен в закритому приміщенні або під навісом. Допускається зберігання на відкритих обладнаних площадках при обов’язковому виконанні споживачем робіт по консервації у відповідності з інструкцією по експлуатації на плуг, що відповідає вимогам ГОСТ 7751-85.

2.4.3. Вихідні дані для проектування і розробки конструкції машини

2.4.3.1. Відомості про природнокліматичну зону

Вказується, у яких зонах і для механізації яких робіт призначена машина, що проектується. Цей розділ повинен включати у загальному випадку:

- назву природнокліматичної зони;

- об’єм робіт, що виконується в зоні використання машини;

- види бур’янів;

- характеристику рельєфу;

- тип ґрунтів;

- агротерміни проведення робіт із застосуванням проектованої машини;

- кількість опадів та днів протягом яких вони випадають в агротермінах.

2.4.3.2. Відомості про технологічні процеси

Зазначається для виконання яких технологічних операцій призначена машина. Тобто вказуються технологічні операції, що виконуються лемішним плугом та призначення цих операції.

2.4.3.3. Властивості оброблюваного матеріалу. Ці відомості є вихідними даними для вирішення задач проектування розмірів робочих органів машини. Тому тут слід вказати ті відомості про грунт та рослинні рештки, які у вигляді факторів входять у формули для розрахунку розмірів робочих органів та режимів їх роботи.

2.4.3.4. Аналіз конструкції машин аналогів та машин, що агрегатуються з проектованою

2.4.3.4.1. Аналіз машин аналогів. Результати аналізу конструкцій, показників роботи та інших властивостей машин-аналогів повинні розкривати сучасні тенденції розвитку сільськогосподарських машин аналогічного призначення. Аналізу передує збір і систематизація відомостей про машини аналоги та їх робочі органи.

2.4.3.4.2. Відомості про машини, що агрегатуються із проектованою. В основному лемішні плуги агрегатуються із тракторами, тому тут слід навести таку інформацію:

- марка трактора;

- маса;

- координати центра ваги, колія, база;

- тиск на грунт;

- кількість передач, швидкість та тягове зусилля на них;

- характеристики навісного чи причіпного пристрою: довжина поздовжньої та центральної тяг, їх координати, конструктивні розміри приєднувальних елементів;

- розміри рушія: ширина гусениць чи коліс;

- межі зміни колії;

- межі зміни кліренсу;

- габаритні розміри трактора.

Наводяться відомості про трактор, який підбирається відповідно до тягового зусилля, наведеного у завданні на проектовану машину.

2.5. ПОБУДОВА РОБОЧОЇ ПОВЕРХНІ КОРПУСУ ЛЕМІШНОГО ПЛУГА

При проектуванні основного робочого органу плуга будуються вертикальна проекція робочої поверхні, проекції твірної у вертикальній та горизонтальній площинах, горизонтальна проекція робочої поверхні, криві перерізів поверхні поперечно-вертикальними та поздовжньо-вертикальними площинами, криві ортогональних перерізів і розгортка поверхні.

Побудова виконується олівцем у масштабі 1:2 або 1:2,5 на аркуші А1 графічної частини проекту.

2.5.1. Побудова поперечно-вертикальної (лобової) проекції циліндроїдальної (гвинтової) робочої поверхні

Побудова починається із проведення осей креслення. Вертикальна вісь проводиться на відстані 2,5b (з врахуванням вибраного масштабу) від лівого краю аркуша листа, горизонтальна – на відстані 1,65b нижче верхнього краю аркуша, де b – ширина захвату корпусу плуга (рис. 1.).

Рис. 1. Побудова поперечно-вертикальної (лобової) проекції циліндроїдальної робочої поверхні

У верхньому лівому квадраті аркуша будується переріз шару ABCD за заданими параметрами а і b (а – глибина оранки). Викреслюється умовна схема переміщення шару під дією корпуса плуга, припускаючи, що переріз шару спочатку повертається відносно ребра D, а після того як прийме вертикальне положення, повертається відносно ребра С₁. Будується кінцеве положення шару, при цьому він обертається до суміщення ребра В₁ з горизонтальною лінією на відстані а від дна борозни (рис. 1). За положенням ребра В₁ проводиться сторона шару В₁С₁ і на ній будується прямокутник А₁В₁С₁D₁.

Контури робочої поверхні корпуса у вертикальній проекції наносяться з міркувань, що у міру руху корпуса плуга у борозні скиба переміщується полицею і його ребро В описує дугу радіусом DB, що рівна діагоналі шару (рис.1). Через верхню точку полиці Р, яка знаходиться на продовженні сторони DС вище дуги на 20...30 мм, проводиться горизонтальна пряма PS. Польові обрізи лемеша і полиці розташовані в одній площині, яка майже співпадає з профільною лінією стінки борозни і лише трохи відхилена вбік борозни у верхній частині обрізу для виключення задирання стінки ребром полиці. Верхня точка К польового обрізу розміщується на висоті, що дорівнює ширині шару b, відступивши від стінки борозни (сторона АВ шару) на 10...15 мм. Ряд літературних джерел рекомендують польовий обріз полиці проводити від точки А до точки К похилою лінією, але для спрощення побудови вона проводиться паралельно АВ (рис.1), тобто без нахилу. Точка К з'єднується з верхньою точкою полиці Р дугою кола, центр якого розташовують на перетині продовження вертикальної лінії PD і перпендикуляра до РК опущеного з його середини. Лінія KPS буде верхнім обрізом полиці.

Бічний (борозний) обріз полиці (рис.1) проводиться паралельно стороні A₁D₁ відваленої скиби із зазором у 15...20 мм, з метою уникнення задирання шару полицею.

Виліт крила полиці обмежується дугою кола, яка перебуває від площини грані А₁В₁ на відстані (1/6...1/8)b.

Лезо лемеша розміщується в площині дна борозни. Ширина захвату лемеша приймається такою, що дорівнює ширині шару, збільшеній на величину перекриття корпусів b (b – перекриття корпуса, яке знаходиться в межах 25–75 мм) в сторону зораного поля мінус зазор 10...15 мм з боку польового обрізу, тобто b+b-(10…15).

Перш ніж перейти до побудови горизонтальної проекції полиці, справа будується напрямна крива, яка є перерізом робочої поверхні полиці та лемеша вертикальною площиною, перпендикулярною до леза лемеша. Напрямною кривою може бути коло або парабола. Для спрощення побудов за напрямну криву приймаємо дугу кола, центр якого розміщується на висоті діагоналі шару ( ) від дна борозни (рис.1).

Для побудови дуги кола справа від вертикальної проекції (рис.1) вибирається на лінії дна борозни точка О і з неї проводиться пряма ОТ під заданим кутом ₀ до дна борозни. Потім проводиться перпендикуляр з точки О до прямої ОТ і продовжується до перетину з горизонталлю, яка проведена на висоті діагоналі шару. Точка перетину є центром О₁ напрямної кривої. Радіусом О₁О описується дуга кола з центром у точці О₁ і на ній відкладається ширина лемеша Оn, яка становить 122 мм.

Через точку п (рис.1) проводиться горизонтальна лінія, яка на вертикальній проекції робочої поверхні є лінією стику полиці з лемешем. Кінець лінії стику знаходять у точці її перетину з лінією борозного обрізу полиці. Борозний обріз лемеша обмежується прямою, яка з'єднує кінець лінії стику з кінцем леза лемеша.

Побудова вертикальної проекції гвинтової поверхні здійснюється за таких же розмірів аркуша, масштабу та розміщення проекцій, як і при побудові циліндроїдальної.

Кут повороту скиби в момент сходження її з поверхні крила приймається рівним 140-150° (рис.2).

Контури поверхні у вертикальній проекції будуються по крайньому положенню шару так само, як для циліндроїдальної поверхні (крім борозного обрізу та лінії стику лемеша з полицею).

До побудови борозного обрізу та лінії стику лемеша з полицею будуються проекції твірних гвинтової поверхні.

Для зачистки дна борозни та зміщення в сторону ріллі ґрунту, що осипається з полиці, борозний край поверхні в її середній частині доводиться до дна борозни із зазором 20...25 мм.

2.5.2. Побудова проекції твірної циліндроїдальної (гвинтової) робочої поверхні у вертикальній та горизонтальній площинах

Для побудови проекції твірної циліндроїдальної робочої поверхні необхідно намітити положення твірної у вертикальній площині, провівши горизонтальні прямі, які є проекціями твірної в її різних положеннях. Характерними ділянками тут є: лезо лемеша, лінія стику лемеша з полицею, точка К перетину лінії польового зрізу з кривою верхнього обрізу полиці, центр напрямної кривої, верхня точка обрізу полиці. У разі необхідності горизонтальні лінії проводяться і в проміжках між вказаними вище прямими. Проекції твірної продовжуються вліво і вправо до рамки креслення і позначаються цифрами 0-0; 1-1; 2-2; ...7-7 (рис. 3).

Рис. 2. Побудова гвинтової робочої поверхні

Для побудови проекцій твірної у горизонтальній площині потрібно знати закон зміни кутів твірної із стінкою борозни. Цей закон ілюструється на кресленні діаграмою тангенсів кутів , яка будується в правій частині креслення на продовжених вертикальних проекціях твірної за значеннями tg₀, tg_min і tg_max в деякому масштабі (наприклад, tg45° = 100 мм). Кут _min= ₀ - 2°.

Побудова горизонтальної проекції починається з леза лемеша. Носок лемеша розміщується на 15...20 мм вище нижнього краю листа креслення на продовженні лінії польового обрізу полиці. Із носка лемеша проводиться нульова проекція твірної під кутом ₀до стінки борозни (до вертикалі). На цю твірну зноситься з вертикальної проекції борозний кінець лемеша й одержується горизонтальна проекція його леза (0d).

Оскільки проекціями твірної у різних її положеннях є прямі, то для побудови кожної з них слід знати дві точки. Одна з них знаходиться за допомогою вертикальної площини проекцій. Тут продовження проекцій твірної у різних її положеннях перетинаються з напрямною кривою (дугою кола) в точках, проекції яких на площину дна борозни (лінія 0-0) є відповідними горизонтальними проекціями точок перетину твірної. Позначаються вони відповідно 0,1,2,3,4,5,6,7.

Напрямна крива належить січній ортогональній площині, яка проходить у культурних полиць через 2/3 довжини леза лемеша, а в напівгвинтових - через борозний кінець лемеша. Тому в горизонтальній площині проекції перпендикулярно до леза лемеша проводиться пряма АА (на відстані 2/3 довжини леза лемеша від носка) і на неї з вертикальної площини проекції (де отримали проекції точок перетину напрямної кривої твірною на лінію 0-0) переносяться точки 0,1,2,3,4,5,6,7, проводячи виміри щоразу від точки 0 (0-1, 0-2, 0-3, 0-4, тощо) (рис.3). Отримані нові точки позначаються відповідними номерами із штрихом (0'1' = 01; 0'2' = 02; і т.д.).

Через кожну відмічену точку на прямій АА проводиться лінія під відповідним кутом , який визначають із діаграми тангенсів.

У горизонтальній проекції точки перетину твірної в її положеннях 5, 6, 7 із напрямною кривою розміщуються близько і можуть навіть збігатися, утворюючи пучок прямих, що перетинаються. Тому кожну проекцію твірної слід позначити відповідним номером.

Твірна гвинтової поверхні в усіх своїх положеннях розміщується у вертикальних площинах, перпендикулярних стінці борозни. Тому форма і розміщення твірної в любій точці робочої поверхні корпуса визначаються слідом січної вертикальної площини, яка проходить перпендикулярно стінці борозни.

Поверхня лемеша та грудей полиці близька до косого клина, тому нижня частина твірної поверхні в межах лемеша буде прямою лінією, яка утворює з дном борозни кут b₀, що дорівнює 20...22°. Після переходу в гвинтову частину полиці кут нахилу прямолінійної частини твірної, який позначається через b, постійно зростає.

Вертикальна проекція леза лемеша розділяється на чотири рівні частини і через точки поділу проводяться прямі під кутом b₀=20...22° до дна борозни. Пряма, що проведена через борозний кінець леза лемеша, плавно переводиться в увігнуту криву так, щоб крайній кінець цієї кривої пройшов через верхню точку польового обрізу або верхнє ребро шару В. Ця крива буде твірною, а її положення – початком гвинтової поверхні. Інші три прямі, проведені через лезо лемеша, також плавно переводяться в увігнуті криві, що проводяться до польового обрізу.

Рухаючись уздовж гвинтової поверхні, скиба повертається спочатку навколо ребра D, а потім відносно ребра С₁. Для забезпечення цього з точки D проводиться пучок прямих, що є послідовним положенням твірної через 10° повороту. Перша твірна складає з дном борозни кут b₁=30°, друга b₂=40° і т.д. Пучки будуються до кута b=90° і поступово переводяться в увігнуті криві.

З моменту, коли шар АВСD, стане на бокову грань СD після повороту на 90°, він повертається відносно ребра С₁ під дією іншої частини гвинтової поверхні.

Для цього будується дуга з точки С₁ радіусом С₁D та пучок прямих через 10° в секторі DС₁D₁ і проводяться до них дотичні твірні. Ці твірні 12,13,14 і т.д., зумовлюючи переміщення шару, будуть розміщуватись до дна борозни послідовно під кутами 100°, 110°, 120°, 130°, 140° і 150° (рис.2). Крайня твірна обмежує борозний обріз крила і положення скиби в момент сходу з поверхні. Ці твірні також поступово переводяться в увігнуті криві, окрім останньої.

Горизонтальні проекції різних положень твірної між її початковим і крайнім положеннями, визначаються залежно від кроку гвинта. Під кроком гвинта розуміється переміщення твірної по осі гвинта за час повороту її на 10°.

Значення кроку твірної може бути визначене шляхом побудови кривої переміщення твірної вздовж осі гвинтової поверхні залежно від кута повороту твірної, яку будують у боковій проекції прямокутної системи координат ХОY (рис.2).

Для побудови вісь ординат ОY проводиться дещо правіше лінії дна борозни, а вісь абсцис ОХ - дещо вище проекції носка лемеша та відкладаються на ній кути повороту твірної від 0° до 150°.

Початком кривої переміщення буде точка Р, яка визначається координатами: Х=20°, а Y буде початковим положенням твірної лінії №4; кінцем кривої буде точка Т, яка визначається координатами: Х=140...150°, Y дорівнює номеру лінії, що відповідає кінцевій твірній (№16). Віддаль між кінцевою твірною та твірною №4 визначається довжиною гвинтової частини полиці L (див. п. 2.5.3). При сталому кроці гвинта точки Р і Т з’єднуються прямою лінією, а при змінному кроці - параболою або іншою плавною кривою.

Побудувавши плавну криву або пряму, на ній відмічаються точки, які відповідають кутам повороту твірної у вертикальній проекції, що дорівнюють 30°, 40°, 50° ... 150°, які відкладені на осі ОХ. Провівши через точки, отримані на кривій, горизонтальні лінії, визначається положення твірних у плані (із змінним або постійним кроком відповідно до кривої переміщення). Це будуть лінії 5, 6, 7,...

2.5.3. Побудова горизонтальної та бічної проекції циліндроїдальної (гвинтової) робочої поверхні

Побудова горизонтальної проекції циліндроїдальної поверхні полиці починається з проекції верхнього обрізу. Точки 5 перетину кривої польового обрізу з кривою верхнього обрізу і кривої борозного обрізу з горизонталлю 5-5 переносяться з вертикальної проекції в горизонтальну на однойменну проекцію 5-5 (рис. 3).

Потім точки 6,7,7,6 та інші перетину проекцій твірних з ребром полиці зносяться з вертикальної проекції в горизонтальну на проекції відповідних твірних. З’єднуючи на плані відмічені точки 5,6,7,7,6 та інші плавною кривою, утворюється горизонтальна проекція верхнього і борозного обрізів поверхні. Проекція польового зрізу проходить паралельно стінці борозни.

Бічну проекцію циліндроїдальної робочої поверхні зручніше розміщувати справа від горизонтальної проекції поверхні. Бокова проекція поверхні будується за проекціями положень твірної та за першими двома проекціями робочої поверхні відповідно до правил проекційного креслення.

Горизонтальна проекція гвинтової поверхні залежить від довжини гвинтової частини поверхні L. Під довжиною L розуміють відстань між початковим положенням твірної №4 та обрізом крила, тобто відстань від початку гвинта до кінця поверхні (рис.2).

Відклавши задану величину L (наприклад, L=2b) вниз по лінії дна борозни у вертикальній проекції (з припуском 30-50 мм), одержуємо розташування початку і кінця гвинтової поверхні в плані, тобто початкове положення твірної, що проходить через борозний кінець лемеша та кінцеве (№ 16) положення твірної. Після цього зноситься на горизонтальну з вертикальної проекції борозний кінець лемеша і через отриману точку проводиться горизонтальна проекція леза лемеша, яка із стінкою борозни складає заданий кут g₀.

Для побудови горизонтальної проекції поверхні всі точки перетину твірних з обрізом поверхні у вертикальній проекції креслення (за різних положень твірної) переносяться на відповідні положення твірної у горизонтальній проекції креслення. Всі одержані таким чином точки з’єднуються плавними кривими.

Бокова проекція гвинтової поверхні будується справа від горизонтальної проекції шляхом побудови точок контуру. Для цього спочатку будується лінія дна борозни. Ця лінія проводиться вліво від точки Р на відстані, що дорівнює ширині захвату лемеша, помноженій на tg20°. На проекціях положень твірної, що проходять через відмічені на кривій переміщень точки, відкладаються від лінії дна борозни відповідні висоти точок контуру, які вимірюються по вертикальній проекції. Одержані точки контуру бокової проекції з’єднуються плавними кривими.

2.5.4. Побудова кривих перерізів циліндроїдальної (гвинтової) робочої поверхні поперечно-вертикальними і поздовжньо-вертикальними площинами

Проводимо січні вертикальні площини, перпендикулярні до стінки борозни. Позначимо їх u (рис.4). Одержані при проведенні цих площин перерізи характеризують плавність поверхні та визначають розвиток кута b, який показує здатність поверхні обертати скибу.

Для встановлення характеристики здатності поверхні подрібнювати скибу проводяться вертикальні січні площини v, паралельні стінці борозни (рис.5); одержані таким чином перерізи характеризують розвиток кута a.

Криві перерізів, перпендикулярні до стінки борозни, будуються у вертикальній проекції, а криві перерізів, паралельні стінці борозни, наносяться на бокові проекції.

Вертикальні січні площини v та u наносяться на горизонтальну проекцію креслення на відстані 50...100 мм одна за одною (на рис.3 не показані).

Рис. 4. Схема перетину робочої поверхні січними вертикальними площинами, перпендикулярними стінці борозни

Рис. 5. Схема перетину робочої поверхні січними вертикальними площинами, паралельними стінці борозни

2.5.5. Побудова кривих ортогональних перерізів (шаблонних кривих)

Криві ортогональних перерізів площинами, що проходять перпендикулярно до леза лемеша, викреслюються для виготовлення штампа або шаблонів. Ортогональні перерізи наносяться на горизонтальній проекції креслення.

Криві ортогональних перерізів викреслюються на вертикальній проекції креслення на продовженнях горизонталей, або на вільному місці аркуша, на якому попередньо викреслюється сітка горизонталей, відповідно до їх розміщення у вертикальній проекції. Наносяться в горизонтальній проекції сліди ортогональних січних площин I-ХІ (рис.3) у вигляді прямих ліній, перпендикулярних до леза лемеша (кількість січних площин може бути більша).

Січні площини проводяться, перш за все, через польовий кінець лінії стику лемеша з полицею і точку переходу кривої польового обрізу в криву верхнього обрізу полиці. Потім проводиться ряд паралельних січних поверхні лемеша так, щоб відстань між ними була не більша 100 мм.

На сітці горизонталей, накреслених на вертикальній площині креслення (або на вільному місці креслення), наноситься ряд вертикальних ліній, віддалених на деякій однаковій відстані одна від одної (20...50 мм). Кількість ліній повинно відповідати кількості січних ортогональних площин. Ортогональні криві будуються відносно кожної вертикальної лінії. Побудова кривих ортогональних перерізів показана на рис.3.

Проводиться фронтальна площина F-F паралельно лезу лемеша. Січна площина IV перетинає площину F-F вточці с і проекції твірної у точках 0¢, 1¢, 2¢, 3¢, 4¢ ... .

Відкладається від вертикальної лінії 4 вправо вздовж нульової горизонталі відрізок 40¢, який дорівнює відрізку с0¢ із горизонтальної проекції. Для побудови точки 1 ортогональної кривої вимірюється відрізок с1¢ і переноситься він на горизонталь 1 сітки у вигляді відрізка 1¢¢1¢. Так само наносяться всі інші точки кривої.

Крива перерізу поверхні площиною VI будується так само, як і попередня, з тією лише різницею, що точки перетину січної площини VІ з продовженням горизонталей 0,1,2, які знаходяться біля вирізної частини поверхні, з’єднуються не суцільною, а штриховою лінією. Побудова всіх ортогональних кривих у формі шаблонів показана на рис.3.

2.5.6. Побудова розгортки (заготовки) полиці

Розгортка робочої поверхні необхідна для вирізання по ній заготовки. Поверхні циліндроїда і гвинта не розгортаються на площину без спотворення (крім циліндра), тому накреслені розгортки є наближеними. Розгортка поверхні викреслюється за горизонталями.

На вільному місці аркуша проводиться пряма MN, на якій відкладається довжина леза лемеша і наносяться точки, які належать двом січним ортогональним площинам ІІІ та VII, що проходять через точку перетину кривої польового обрізу з верхнім обрізом полиці та близько до середини крила полиці. Через відмічені точки проводяться перпендикуляри до прямої MN і на них відкладаються розгортки двох ортогональних кривих 3 та 7. Для цього на перпендикулярах наносять точки перетину кривих з горизонталями 1-1; 2-2; 3-3; ... Наприклад, відстань g₁g₂ на кривій ортогонального перерізу переноситься на лінію ІІІ розгортки і буде дорівнювати відстані G₁G₂; вона ж дорівнює відстані між точками 3-4.

Після побудови розгорток кривих однойменні точки з’єднуються прямими, які продовжуються вправо і вліво відносно розгорток кривих. Ці прямі будуть горизонталями.

На проведених горизонталях відмічаються крайні точки контуру поверхні, які переносяться з горизонтальної проекції креслення. Ці точки з’єднуються плавними кривими, які є контуром розгортки (заготовки).

Відповідно до викладених вище вказівок будується робоча поверхня плужного робочого органу на аркуші формату А1.

2.6. ОБҐРУНТУВАННЯ ПОБУДОВИ СХЕМ МАШИНИ

2.6.1. Обґрунтування функціональної схеми машини

2.6.1.1. Розрахунок кількості робочих органів

На основі властивостей матеріалу, який обробляється, і тягового зусилля трактора, з урахуванням можливих витрат енергії проводиться розрахунок кількості робочих органів. При проектуванні плуга кількість корпусів n може бути визначена із залежності:

; (1)

де R_пл – тяговий опір плуга, Н;

h – к.к.д. плуга (він дорівнює 0,6-0,8);

k – питомий опір ґрунту, Па;

а і b – товщина і ширина шару (скиби), м.

Тягове зусилля плуга при його рівномірному русі дорівнює тяговому зусиллю трактора. За тягове зусилля трактора приймається клас тяги Р_т.

Наприклад при кН; h=0,65; k=45 кПа, а=0,20 м; b=0,32 м

Заокруглюється ця цифра в бік зменшення, тому n=4.

2.6.1.2 Розрахунок ступеня завантаження двигуна енергетичного засобу

Для оптимізації режимів роботи ґрунтообробного агрегату використовують математичні моделі, які описують його функціонування. Наприклад, такою моделлю для оцінки витрати енергії при оранці буде раціональна формула акад. В.П. Горячкіна

; (2)

де f – коефіцієнт опору просуванню плуга у відкритій борозні;

G – вага плуга, Н;

e – коефіцієнт швидкісного опору, Нс²/м³;

u – швидкість руху плуга, м/с.

Значення величин f,G,e беруться з літературних джерел для машин аналогів, а швидкість оранки u рекомендується брати для розрахунків 7 км/год.

Використовуючи цю залежність, визначається ступінь завантаження двигуна трактора n. Цей показник за умови, що тягове зусилля трактора дорівнює класу тяги трактора Р_т, знаходиться за формулою:

(3)

Якщо n>1, то двигун перевантажений, якщо n значно менше 1, то двигун недовантажений; оптимальні значення nперебувають у межах: 0,96<n<1. Розрахунок ступеню завантаження двигуна проводиться за формулою (3) на ПЕОМ для випадків, коли коефіцієнт k в даній формулі приймає значення не тільки у відповідності до завдання, але і змінюватись на ±20%. u також може змінюватись у вказаних межах відносно наведеного вище значення. Розрахунки проводяться з метою визначення умов, за яких

(4)

Для виконання цього завдання студентам рекомендується використовувати електронні таблиці Microsoft Excel. При цьому крок зміни питомого опору ґрунту k та швидкості u приймають рівним 5% від заданих значень. За отриманими результатами розрахунку необхідно побудувати графік та вказати область в якій двигун трактора буде працювати з оптимальним завантаженням (рис. 6). Результати розрахунку та графік наводяться у пояснюючій записці.

Рис.6. Графік ступеня завантаженості двигуна

2.6.1.3. Побудова функціональної схеми машини

З урахуванням одержаних вище результатів розрахунків розробляється декілька варіантів конструкції машини, проводиться їх аналіз і вибирається кращий. Функціональна схема кращого варіанту машини показується на листі №3 графічної частини проекту.

Для причіпних, начіпних та напівначіпних плугів застосовується одна конструктивна схема розташування робочих органів. Робочий орган на рамі плуга розташовують таким чином, щоб усунути втрати енергії на тертя по стінці борозни робочих органів, розташованих позаду. Для цього носки лемешів, встановлені під кутом до напрямку руху, повинні лежати на перетині поздовжніх ліній і лінії, яка відхилена від леза лемеша на кут тертя ґрунту по сталі . Поздовжні лінії умовно відображають гряділі рами, які розташовані одна відносно одної на віддалі ширини захвату корпусу із деяким перекриттям мм, прийнятим при побудові робочої поверхні плуга (рис. 7).

Рис. 7. Функціональна схема плуга

Рис. 8. Взаємне розташування корпусів плуга

Мінімальну віддаль між носками корпусів за довжиною плуга визначають з умови, щоб розташований спереду корпус не перешкоджав сколюванню і відвалюванню пласта заднім корпусом (рис8.). Цю величину можна розрахувати за формулою

, (5)

де - довжина польової дошки, що вимірюється від носка лемеша, м (див. п.2.7.1);

- кут сколювання, .

Розраховану за формулою (5) віддаль слід рахувати мінімальною. Реальну віддаль приймають з урахуванням умови не забивання плуга рослинними рештками. Наприклад: для плугів загального призначення з шириною захвату корпуса b=30см; l=700мм; при b=35см; l=750 cм; а при b=40мм; l=800мм.

2.6.2. Обґрунтування принципової схеми машини

2.6.2.1. Конструювання принципової схеми машини

Конструювання принципової схеми плуга розпочинають на основі отриманої при розробці функціональної схеми розстановки корпусів у горизонтальній проекції.

Далі відображають передплужники. Відстань L_п між носками лемешів основного корпуса і передплужників приймається з умови вільного проходу скиби між ними без забивання (рис. 9). Ця відстань L_п повинна бути в межах 300-350 мм. Польовий обріз передплужника розміщується відносно польового обрізу корпуса на відстані с₁=5-10 мм в бік поля.

Далі переходять до побудови вертикальної проекції схеми. Для цього спочатку проводять горизонтальну лінію, що умовно відображає дно борозни. Далі, переносячи за правилами проекційного креслення характерні точки, будують вертикальні проекції корпусів та передплужників. Глибина встановлення передплужника а₁=10-12 см. Стовба корпусу на вертикальній проекції показується лінією, яка з’єднується з лінією рами під прямим кутом.

Висота Н рами плуга над площиною, в якій містяться нижні точки корпусів, більша висоти лемеша і полиці з врахуванням забезпечення вільного підйому і проходу скиби під рамою при проведенні першої борозни (рис. 8):

. (6)

За ГОСТ 66-71 значення Н прийнято для плугів з шириною захвату корпусів 30 і 35 см рівним 54 см, та з шириною захвату 40 см Н=64 см.

2.6.2.2. Розробка рамних та допоміжних елементів конструкції

На основі отриманих даних розробляються схематично рамні і допоміжні елементи конструкції (механізми регулювання і керування, запобіжники, пристрої для агрегатування).

Рис. 9. Принципова схема начіпного плуга: 1 - рама; 2 - корпус; 3 - передплужник; 4 - дисковий ніж; 5 - опорне (польове) колесо; 6 – навіска

Рама сучасних плугів складається, як правило, з головного і тягового брусів. До тягового бруса кріпляться елементи навіски плуга. До головного бруса кріпляться гряділі, на яких встановлюються основний корпус, передплужник, ніж. Гряділі у горизонтальній проекції принципової схеми показують прямими, що проходять паралельно до польових обрізів корпусів на відстані ~ 0…25 мм вправо (рис. 9).

Ідеальними умовами роботи орного агрегату у складі трактора та плуга є випадок, коли поздовжня лінія тяги знаходиться у площині симетрії трактора, тобто виконується умова

, (7)

де - відстань від стінки борозни до осі симетрії трактора (рис. 10, а);

- відстань від стінки борозни до лінії тяги плуга.

Рис. 10. Схема агрегатування плуга із трактором при веденні коліс (гусениць) по поверхні незораного поля (а) та у відкритій борозні (б)

При цьому

. (8)

, (9)

де - ширина колії трактора;

- ширина гусениці чи шини трактора;

- відстань від стінки борозни до краю гусениці чи колеса (для плугів традиційної схеми приймають )

При агрегатуванні плугів із тракторами класу 1,4, а інколи й більш енергонасичених тракторів, доводиться вести праве колесо трактора у відкритій борозні (рис.10, б) (з перекосом трактора у поперечно-вертикальній площині). У такому випадку

. (10)

Наведеними міркуваннями користуються при виборі місця розташування механізму навіски. У випадку коли оптимального співвідношення (7) досягти не вдається то здійснюють перестановку коліс трактора, причепу плуга або навіски трактора. Але у будь-якому випадку точка розташування центрального шарніра навіски чи приче-пу повинна унеможливлювати рух колеса трактора по зораному полю.

У начіпних (рис.9) і напівначіпних (рис. 11) плугів спереду зображується навіска, тобто пристрій для навішування на трактор, а у причіпних (рис. 12) – причіп. Навіска характеризується параметрами а_н і b, які відповідають параметрам навісної системи трактора і перебувають у межах а_н=850-920 мм, b=800-1000 мм.

Дисковий ніж розміщується так, щоб його вісь обертання знаходилась на одній вертикальній лінії з носком лемеша передплужника. Площина диска виноситься в сторону поля на відстань с₂=15-30 мм від польового обрізу корпуса. Глибина різання ґрунту встановлюється на 20-30 мм більша, ніж у передплужника.

Вісь опорного (польового) колеса начіпного плуга встановлюється на такій відстані від носка лемеша переднього корпуса, яка складає 1/3 відстані між носками лемешів переднього і заднього корпусів в поздовжній площині. З врахуванням цього встановлюється відстань l_k від верхньої точки навіски плуга до поперечної площини, в якій знаходиться вісь колеса.

Для напівначіпних плугів необхідно мати на увазі, що вони обладнуються, як правило, двома колесами: опорним польовим (як у навісного) і заднім. Заднє колесо може бути як польовим так і борозенним. При цьому діаметр опорних польових коліс приймають у межах 450-500 мм.

Причіпні плуги обладнуються трьома колесами: польовим, борозенним і заднім. У причіпних плугів діаметр переднього борозенного колеса приймають 650-800 мм. При цьому однією із тенденцій розвитку напівначіпних та причіпних плугів є встановлення додаткових транспортних коліс із діаметром у межах 600-800 мм. За такої конструктивної схеми регулювальні колеса забезпечують лише задану глибину обробітку.

Для визначення положення борозенного колеса розмір визначають за формулою

де - ширина обода колеса, мм;

- необхідний проміжок.

Радіус r коліна у мм осі транспортних коліс для причіпних і напівначіпних плугів визначається із умови переводу плуга з робочого положення в транспортне за формулою:

, (11)

де – дорожній просвіт, мм;

с – висота підшипника півосі над рамою, мм;

D – діаметр колеса, мм;

- кут відхилення коліна колеса від вертикалі у транспортному положенні, .

При виборі радіуса коліна керуються робочим зусиллям встановлених гідроциліндрів та вагою плуга.

Положення осей транспортних коліс визначається розташуванням центра ваги плуга. Борозенне колесо встановлюється поблизу прямої, яка походить через носки корпусів (рис.12). Положення опорних коліс зображується з урахуванням глибини колії, яка утворюється при їх русі.

2.6.2.3. Складання технічної характеристики машини

В цьому пункті наводиться технічна характеристика спроектованої машини. Наприклад, для машини чотирьохкорпусної технічна характеристика буде наступною:

Тип плуга начіпний, чотирьохкорпусний

Ширина захвату, м 1,40

Глибина оранки, см до 30

Робоча швидкість, км/год до 8

Клас тяги трактора, кН 20

Маса, кг 630.

2.7. Конструювання збірних одиниць і деталей робочого органу та проектованого вузла

Виконуються розрахунки для обґрунтування розмірів збірних одиниць і деталей, необхідних для розробки технічної документації.

До цього розділу входять:

Ø обґрунтування форми, вибору матеріалу і методу виготовлення деталей;

Ø розрахунки на міцність;

Ø обґрунтування розмірів з урахуванням можливих методів ремонту;

Ø обґрунтування допусків і технічних вимог для виготовлення деталей;

Ø оцінка технологічності виготовлення розроблюваних деталей;

Ø обґрунтування структури збірних одиниці, виходячи з технологічного процесу збирання, регулювання, ремонту і технічного обслуговування;

Ø обґрунтування видів регулювань;

Ø обґрунтування вибору мастильних матеріалів.

Розрахунки і обґрунтування приводяться для плужного корпусу та збірної одиниці, яка включена до завдання на проектування.

2.7.1. Обґрунтування форми, вибору матеріалу і методу виготовлення деталей

Форма полиці та лемеша отримані в результаті проектування. Форма стовби вибирається з урахуванням форми деталей, які уже використовуються, та сучасних тенденцій розвитку техніки даного класу (див. рис.13-14).

а)

б)

Рис. 13. Конструктивне оформлення корпусу плуга (а) та можливі конструкції стійок (б): 1-стійка; 2-груди полиці; 3-башмак; 4-польова дошка; 5- леміш; 6-груди полиці

а) б)

Рис.14. Плужний корпус фірми «KUHN» (а) та корпус, обладнаний смугоподібною полицею фірми «Lemken» (б)

Полиця виготовляється із сталі Ст2, леміш – з лемішної сталі 55Л, стовба – з чавуну ВЧ 45-50, а польова дошка – із сталі Ст2. Полиця та леміш виготовляються штамповкою, стовба – відливанням. Польова дошка – із сталевої штаби з наступною термічною обробкою (загартовування та відпуск до твердості HRC 47…59).

Довжина польової дошки, яка запобігає зміщенню корпусів під дією бокових зусиль, визначається з умови, що вектор сумарної сили R опору ґрунту різанню, яка діє по середині лемеша, (рис.15, а) продовжений до перетину із стінкою борозни, ніби обрізає кінець польової дошки, тобто обмежує задній кінець п’ятки польової дошки. Сила R отримується в результаті складання нормальної сили N і сили тертя F (рис.15, а). Тому довжина польової дошки, яка вимірюється від носка лемеша, визначається:

, (12)

де j – кут тертя (для розрахунку приймається j=30°)

а)

б)

Рис.15. Розрахункова схема визначення довжини польової дошки

Фактична довжина польової дошки l_пд буде менша l₀, тому що дошка кріпиться не до носка, а позаду нього. Ця фактична довжина встановлюється за кресленням з врахуванням конструктивних міркувань.

Для розрахунків ширини польової дошки виходять з допустимого тиску вільного кінця польової дошки на стінку борозни. Польова дошка, як правило, встановлюється під деяким кутом до стінки і дна борозни (див. рис.15, б), тобто опорою дошки є її п’ятка. При встановлені її під кутом в стінку борозни втискується частина польової дошки довжиною l₁ (рис.15, б), при цьому на кінець дошки діє розподілене за трикутником навантаження, максимальне значення якого припадає на кінець дошки і дорівнює:

, (13)

де q₀ – коефіцієнт об’ємного зминання ґрунту, ;

h_n – глибина втискання дошки (приймається 0,005-0,010 м).

Силу R опору можна розкласти на дві складові: R₁ і R₂. Сила R₂, яка притискає корпус до стінки борозни (рис.15, б), дорівнює , де . Сила R₁ дорівнює kab. Тоді

. (14)

Виразивши R₂ через об’ємне зминання ґрунту q₀і площу зминання отримаємо:

, (15)

де е – ширина польової дошки.

Із схеми на рис.15, б видно, що , де d₂ – кут встанов-лення польової дошки (2-3°). Таким чином, із (15) з урахуванням (14) та виразу для визначення отримаємо ширину польової дошки е:

. (16)

2.7.2. Розрахунок польової дошки на міцність

Розрахунок на міцність проводиться на прикладі польової дошки. При роботі польової дошки за рахунок дії бокових зусиль і сил тертя виникає небезпека її згину і розтягу. Схема дії сил на польову дошку показана на рис.16. На задній кінець польової дошки в горизонтальній площині діє розподілене за трикутником навантаження інтенсивністю q_х на проміжку довжиною l₁. Для польової дошки приймається розрахункова схема у вигляді жорстко за