Мощность, затрачиваемая комбайном на выполнение технологического процесса
Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия:
Nдв ≥ Nт ,
где Nдв – мощность двигателя, кВт;
Nт – мощность, необходимая для выполнения технологического процесса, кВт.
Мощность, необходимая для выполнения технологического процесса комбайном,
,
где Nр – мощность, затрачиваемая на процесс резания, кВт;
Nма – мощность на привод молотильного барабана, кВт;
Nро – мощность на привод остальных рабочих органов (принимать из Приложения В), кВт;
Nп – мощность на перемещение комбайна, кВт.
6.1 Мощность, необходимая для выполнения процесса резания,
где Tmax – максимальная сила, действующая в приводе ножа, Н;
w − угловая частота вращения ведущего вала привода, 1/с;
r − радиус кривошипа механизма привода ножа, м.
В процессе резания на нож режущего аппарата действуют силы
где Rcр – 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.
6.1.1 Сила сопротивления срезу стеблей зависит от площади нагрузки и густоты стеблестоя
где e – удельная работа, затрачиваемая на срез растений с 1 см2 (e = (1…2)10-2 Дж/см2 для зерновых культур). Большие значения необходимо принимать при срезе ржи и пшеницы, а меньшие – для ячменя и овса;
fн– площадь нагрузки на лезвие сегмента, см2;
хн и хк – величина перемещения ножа, соответствующая началу и концу резания, м.
Площадь нагрузки на лезвие сегмента
где L – подача, см;
S – ход ножа, см.
Число сегментов z:
где B – ширина захвата жатки, м;
t – ширина сегмента, м.
6.1.2 Сила инерции
−для механизма Шумахера
где mн – масса ножа, кг;
ω – угловая частота вращения ведущего вала привода (по технической характеристике комбайна), с-1;
r – радиус кривошипа механизма привода ножа (r = S / 2), м;
6.1.3 Максимальное значение силы инерции (при х = 0 и х = S):
−для механизма Шумахера
где mн− общая масса ножа ( 
), кг;
m0 − масса одного погонного метра ножа (mo = 2,0…2,2 кг/м).
6.1.4 Сила трения
где 
– сила тяжести ножа, определяемая из расчета его длины; f – коэффициент трения (f = 0,25…0,30).
6.1.5 По результатам расчетов построить графики изменения сил Rcр, Pj и F сопротивления, действующих на нож (формат A4 графической части курсового проекта):
– сила сопротивления срезу Rcр графически представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс на отрезке от начала хн до конца хк резания;
–сила Pj инерции для механизма Шумахера графически изменяется по ломаной HMKL прямой, характер которой определяется координатами х1при Vр = const;
– на отрезке MK сила инерции для механизма Шумахера равна 0;
– сила F трения графически отображается линией, параллельной оси абсцисс;
По максимальной суммарной силе Tmax для соответствующих типов приводов режущего аппарата определить мощность, затрачиваемую на преодоление сил сопротивления резанию.
6.2 Мощность, необходимая для обмолота (Nо) и на холостой ход (Nx):
.
6.2.1 Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений от взаимодействия бичей с растительной массой,
где [qmin]ф – секундная подача массы, [qmin]ф = 
кг/с;
ат и bт – коэффициенты, зависящие от состояния и сорта культуры и конструктивных параметров молотильного устройства (для барабанно-декового аппарата ат = 100…120 Н·(кг/с)-1 и bт = 8…10 Н×(кг/с)-2.
Принимаем ат = 100 Н·(кг/с)-1 , bт = 10 Н×(кг/с)-2 uб=30;
Большие значения коэффициентов соответствуют длинносоломистому стеблестою большей влажности и меньшей длине барабана, а меньшие – короткостебельному хлебостою меньшей влажности и большей длине барабана.
6.2.2 Мощность Nx холостого хода затрачивается на преодоление сил трения в опорах и сопротивление воздуха
где ах – коэффициент сил трения (для бильных барабанов ах = 0,85…0,90 Н на каждые 100 кг массы барабана (масса «КЗ-10К» – 370 кг);
bx – коэффициент, зависящий от плотности воздуха, формы и размера вращающихся частей барабана (для бильных барабанов bx = 0,055…0,090 Нс2/м2).
6.3 Мощность, необходимая для передвижения комбайна,
где P – усилие затрачиваемое комбайном на перекатывание, Н;
ηтр – КПД трансмиссии ходовой части комбайна (ηтр = 0,87);
ηб – коэффициент буксования (ηб = 0,95…0,98).
Сопротивление перекатыванию
где f – коэффициент сопротивления качению (f = 0,07…0,09 – стерня после уборки зерновых);
– сила тяжести комбайна, кН;
i – уклон поля, %.
Масса mк комбайна
где mэ – эксплуатационная масса комбайна, кг;
∆m – масса технологического материала, находящегося в бункере и копнителе комбайна, т (В данном случае ∆m=4800кг).
6.4 Мощность Nро затрачиваемая на привод остальных рабочих органов, примем Nро =30кВт.
6.5 Общая потребляемая комбайном мощность на выполнение технологического процесса
где Nр – мощность, затрачиваемая на процесс резания, кВт;
Nма – мощность на привод молотильного барабана, кВт;
Nро – мощность на привод остальных рабочих органов, кВт;
Nп – мощность на перемещение комбайна, кВт.
6.6 Сравнить расчетную потребляемую мощность с мощностью двигателя комбайна и дать заключение.
Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия:
Nдв ≥ Nт , 
где Nдв – мощность двигателя, кВт;
Nт – мощность, необходимая для выполнения технологического процесса, кВт.
Вывод:Сравнивая расчетную мощность комбайна на выполнение технологического процесса с мощностью двигателя комбайна видим, что условие обеспечения работы комбайна (Nдв≥ Nт ) выполняется:
кВт
Заключение
В данном курсовом проекте определены основные параметры настройки и производительности зерноуборочного комбайна КЗ-10К для уборки пшеницы урожайностью 37 ц/га.
Технологическая модель комбайна вычерчена на формате А1 с указанием определенных основных параметров рабочих органов заданной марки комбайна.
Применение данного проекта позволяет снизить потери урожая при уборке сельскохозяйственной культуры.