АНАЛИЗ РАБОТЫ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА

12
Далее ⇒

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит страницы, в том числе 2 таблицы, 1 листа формата А1, 6 листов формата А3, 1 лист формата А4.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: МОТОВИЛО, РЕЖУЩИЙ АППАРАТ, СОЛОМОТРЯС, КОМБАЙН, СРЕЗ, ХЛЕБНАЯ МАССА.

В курсовой работе представлен расчёт основных рабочих органов зерноуборочного комбайна, разработаны схемы работы мотовила, режущего аппарата, соломотряса и общая схема зерноуборочного комбайна.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

МОЛОТИЛЬНОГО АППАРАТА

Отношение незерновой части урожая к общему количеству хлебной массы оценивается коэффициентом соломистости:

β = m_c / (m_з + m_c), (1.1)

где , m_с –– масса незерновой части срезанных стеблей;

m_з–– масса зерна.

Содержание зерна в хлебной массе оценивается коэффициентом:

δ = m_з / (m_з + m_с). (1.2)

Коэффициенты между собой связаны зависимостью:

δ = 1 – β,

=1-0,68=0,32. (1.3)

Определяем допустимую подачу хлебной массы в молотильный аппарат при номинальной пропускной способности комбайна и эталонной соломистости по формуле:

(1.4)

где , М – число бичей молотильного барабана М=8шт.;

L_б – длина молотильного барабана, L_б =1,3 м.;

-допустимая удельная нагрузка на единицу длины бича, для «Лида-1300» принимаем =0,680 кг/м с.

Подставляем принятые значения в формулу (1.4) получим:

Определяем фактическую пропускную способность молотильного аппарата по формуле:

, (1.5)

где , β₀ – эталонное значение коэффициента соломистости (при проектировании молотилок принимают β₀=0,6);

- коэффициент засорённости (принимаем );

- коэффициент использования пропускной способности комбайна, =1,32.

Подставляя значения в формулу (1.5) получим:

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

СОЛОМОТРЯСА И ОЧИСТКИ

 

Определяем угловую частоту вращения коленчатого вала соломотряса по формуле:

(2.1)

где, - частота вращения коленчатого вала соломотряса, .

Определяем радиус коленчатого вала соломотряса по формуле:

(2.2)

 

Тогда,

Определяем коэффициент учитывающий запаздывание подбрасывания соломы:

(2.3)

 

Определяем угол отрыва соломы от клавиш:

(2.4)

где , - угол наклона клавиши к горизонту, град.

 

 

Определяем время одного поворота коленчатого вала соломотряса по формуле:

(2.5)

, n=7

 

Рассчитываем промежуточные координаты траектории полета соломы по формулам:

 

 

(2.6)

 

Таблица 1 - Параметры траектории движения соломы по соломотрясу.

 

Параметры	t1=Dt	t1=2Dt	t1=3Dt	t1=4Dt	t1=5Dt	t1=6Dt	t1=7Dt
	0,04	0,08	0,12	0,16	0,20	0,24	0,28
ω rc (sinωt0) ti	0,032	0,064	0,096	0,128	0,160	0,192	0,224
(g ti2 / 2)* sin α	0,001	0,006	0,013	0,024	0,037	0,053	0,073
xi	0,031	0,058	0,083	0,104	0,123	0,139	0,151
ω rc (cosωt0) ti	0,042	0,084	0,126	0,168	0,210	0,252	0,294
(g ti2 / 2)* cos α	0,008	0,031	0,062	0,123	0,193	0,277	0,378
yi	0,034	0,053	0,057	0,045	0,018	-0,025	-0,083
φi=ωti	47,0	94,0	141,0	188,0	235,0	282,1	329,1

 

Расстояние между точками а и b есть перемещение соломы за одно подбрасывание.

Определяем среднюю скорость соломы за одно подбрасывание по формуле:

(2.7)

где , S- расстояние между точками а и b , S=139 мм.

Определяем коэффициент сепарации, при котором происходит полное выделение оставшегося в соломе зерна, по формуле:

(2.8)

где , Lc- длина соломотряса, (приложение В принимаем Lc =3,65 м;

ε - коэффициент сепарации зерна декой молотильного аппарата, ε=0,93;

р_с- допустимый процент потерь за соломотрясом: не более 0,5%.

Определяем максимально допустимую толщину hc слоя соломы, при которой обеспечивается сепарация зерна соломотрясом при допустимых потерях по формуле:

(2.9)

где , hoc- номинальная толщина слоя соломы, при которой определяется

значение , (hoc = 0,2 м);

-номинальное значение коэффициента сепарации, равное 1,8 при толщине слоя соломы ;

m – показатель степени (m=0,8….1,2).

Определяем пропускную способность соломотряса и очистки:

определяем пропускную способность соломотряса по грубому вороху при максимально допустимой толщине слоя соломы:

(2.10)

где , - общая ширина соломотряса, м;

- объёмная масса соломы, .

Определяем пропускную способность комбайна по соломотрясу по формуле:

(2.11)

Определяем допустимую максимальную нагрузку очистки по мелкому вороху, обеспечивающая процесс выделения зерна с учётом агротехнических требований по формуле:

(2.12)

где , - площадь сепарирующей поверхности решёт очистки, = 4,21 ;

- допустимая нагрузка на 1 сепарирующей поверхности решета, .

Определяем допустимую пропускную способность комбайна поочистке грубого и мелкого вороха по формуле:

 

(2.13)

где , - коэф. характеризующий работу молотильного устройства и соломотряса в зависимости от влажности ( ).

Сравниваем фактическую пропускную способность комбайна по молотильному аппарату , соломотрясу и очистке и выбрать из них меньшее значение ( =3,7 кг/с).

По выбранной фактической минимальной пропускной способности комбайна определяем рабочую скорость машины с учётом предварительно выбранной ширины В захвата жатки.

(2.14)

где , - урожайность зерна, согласно заданию Q=39 ц/га;

В - ширина захвата жатки, м; В=3,6.

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

(2.15)

4 ПАРАМЕТРЫ НАСТРОЙКИ МОТОВИЛА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОСТОЯНИЯ ХЛЕБОСТОЯ

Определяем длину срезаемой части стебля:

(3.1)

где , - высота хлебостоя, м;

- высота среза, м.

Определяем показатель кинетического режима по формуле:

(3.2)

где , R-радиус мотовила, R=0,539, м;

- длина срезаемой части стебля, м.

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

(3.3)

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

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

Определяем максимальную и минимальную длину срезаемой части стебля по формуле:

l_{ср max}= L_max- h_min ,

l_{ср min}= L_min-h_max , (3.4)

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

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

В расчетах принимают L_max,min= L ± (0,2-0,3) м, h_max,min=h ± 0,05 м либо опредиляют указанные величины с учетом исходных данных:

L_max,min= L ±∆L,

h_max,min= h±∆h , (3.5)

L_max=0,59+0,3=0,62 м,

L_min=0,59-0,3=0,56 м,

h_max=0,07+0,05=0,12м,

h_min=0,07-0,05=0,02 м ,

l_{ср max}=0,62-0,02=0,6 м,

l_{ср min}=0,56-0,12=0,44 м,

Проверяем максимально допустимое значение показателя кинематического режима из условия невымолота зерна из колоса планкой мотовила в момент взаимодействия её с колосом по формуле:

(3.6)

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

V_м –– скорость машины, м/с.

Допустимая скорость удара V_у в зависимости от влажности зерна для различных культур можно определить из графика рисунка (5.1), принимаем V_у = 5,4 м/с.

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

(3.7)

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.

Определяем среднюю высоту установки оси мотовила над режущим аппаратом:

(3.8)

Определяем пределы установки оси мотовила относительно режущего аппарата по высоте:

(3.9)

Максимальную высоту установки мотовила над режущим аппаратом, определенную по формуле (3.9), проверим на соответствия условия воздействия планки мотовила на срезанные части стеблей выше центра тяжести, но ниже колоса:

(3.10)

Минимальную высоту установки оси мотовила проверим на обеспечение минимально допустимого зазора между планкой мотовила и режущим аппаратом:

(3.11)

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

∆H= H_max – H_min=1,25-0,60=0,55 м. (3.12)

 

 

Определяем путь машины за один оборот мотовила:

(3.13)

=

Определяем шаг мотовила по выражению:

(3.14)

где, z- число планок мотовила комбайна, z=6шт.

Определяем с учётом коэффициента взаимодействия стеблей по формуле:

(3.15)

где, -коэффициент учитывающий взаимодействие стеблей в зависимости от густоты растений, высоты стеблестоя. Принимаем =1,0…1,7.

=

Определяем коэффициент воздействия мотовила на стебли по формуле:

(3.16)

=

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

(3.17)

 

 

Исследуя зависимость (3.17) на экстремум, получим:

(3.18)

Подставив в выражение (3.17), получим аналитическое выражение определения h при максимальном выносе оси мотовила:

(3.19)

 

 

Коэффициент воздействия мотовила на стеблестой С¢= 0:

(3.20)

 

 

Вывод:Навеличину коэффициента воздействия планки мотовила на стеблестой влияет вынос оси мотовила. Причем с ростом выноса оси мотовила растет и коэффициент воздействия h.

АНАЛИЗ РАБОТЫ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА

Исходными данными являются: рабочая скорость машины м/c, частота колебаний механизма Шумахера, n .

 

Таблица 2 - Размерные характеристики сегментa и противорежущей части пальца режущего аппарата комбайна «Лида-1300».

Марка комбайна	Размеры, мм
T	l	B	F	b2	b1	H	S	M
«Лида-1300»

 

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 = 76,2 мм. При этом ход S ножа равен:

S = k t = k t₀, (4.1)

где , k = 1,115 – для «ЛИДА-1300».

S =87 мм.

Скорость перемещения ножа:

(4.2)

Определение величины смещения осей симметрии сегментов относительно осей симметрии пальцев:

∆S = (S − t) / 2 = (87− 76) / 2 = 5,5 мм. (4.3)

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 «ЛИДА - 1300»:

(4.4)

Частота вращения ведущего вала механизма:

(4.5)

где , – частота вращения ведущего вала механизма (приложение B[1]).

 

Определение скорости начала и окончания резания:

V_рн = ω_ш y_н = ω_ш y_ш=63,32·0,027=1,7 м/с, (4.6)

V_рк = ω_ш y_к = ω_ш y_ш=1,7 м/с.

Определение величины перемещения машины за один ход ножа по выражению:

(4.7)

 

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}, (6.7)

 

где l_ст – высота стерни (определить из диаграммы (рисунки 6.4, 6.5) или аналитически по нижеприведенным выражениям);

L_min – минимальная длина стеблестоя.

 

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

l_ст2 = √h² + q₂² и l_ст3 = √h² + q₃²_max , (6.8)

 

где h – высота установки режущего аппарата относительно поля;

q₂ и q_{3 max} – соответственно значение поперечного и максимального продольного отгиба стеблей (рисунки 6.4 или 6.5).

Сравнить полученные расчетные значения l_ст3 и l_ст3 с построением.

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 min} ≥ l_{ст max}. (6.8)

 

Предельно допустимый отгиб q_пр (приняв l_ст = L_min)

 

q_пр= √L²_min − h². (6.9)

 

Сравнить полученный результат с величиной отгиба q₂ и q_{3 max}, сделать заключение об их соответствии и, при необходимости, дать предложения по выполнению необходимых условий для выполнения технологического процесса работы рабочих органов жатки.

Определение положения точек E и F, при построении траектории перемещения сегмента ножа режущего аппарата с приводом Шумахера:

(4.8)

мм.

Средняя ширина противорежущей пластины:

(4.9)

 

где , b₁ и b₂ - размеры противорежущей пластины (табл.2).

Вывод:Из проведенной работы следует, что отклонение высоты стерни (не учитывая рельеф поля) зависит от следующих факторов: скорости перемещения комбайна, скорости резания, и от положения стебля относительно противорежущей пластины.

---

12
Далее ⇒