ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ, НЕОБХОДИМОЙ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА КОМБАЙНОМ

⇐ Предыдущая
• 12

Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия:

N_дв≥N_т , (5.1)

где , N_дв – мощность двигателя, кВт;

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

Мощность, необходимая для выполнения технологического процесса комбайном Лида-1300:

N_т=N_р+N_ма+N_ро+N_п , (5.2)

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 (принимаем для Лида-1300 с измельчителем N_ро = 60 ), кВт;

N_п – мощность на перемещение комбайна, кВт.

Мощность, необходимая для выполнения процесса резания:

N_р=T_maxωr ,(5.3)

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

ω – угловая частота вращения ведущего вала привода,1/с;

r – радиус кривошипа механизма привода ножа,(S/2) м,

В процессе резания на нож режущего аппарата действуют силы:

T_i=P_j+F+ , (5.4)

где , R_ср – среднее значение силы сопротивления срезу стеблей, Н;

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

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

Силы действующие в приводе ножа режущего аппарата.

Сила сопротивления срезу стеблей зависит от площади нагрузки площади и густоты стеблестоя:

R_cp=(εf_нz)/(x_к–x_н) , (5.5)

где, ε –работа, затрачиваемая на срез растений с 1 см² (ε=(1…2)×10^-2Дж/см²;

f_н – площадь нагрузки на лезвие сегмента, см²;

x_к и x_н – величина перемещения ножа, соответствующих началу и концу резания, м.

Площадь нагрузки на лезвие сегмента:

 

f=LS ,(5.6)

где , L – подача, L=4,2 см;

S – ход ножа, S=8,7 см.

f =4,2∙8,7=36,5 cм² .

Число сегментов:

z=B/t , (5.7)

где , В – ширина захвата жатки, м;

t – ширина сегмента, м.

z=3,6/0,076=47,4≈47,

R_ср=(1∙10^-2∙36,5∙47)/(0,063-0,029)=504,6 Н.

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

для механизма Шумахера:

P_jmax≈ ± m_н∙ω²∙r , (5.8)

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);

ω – угловая частота вращения ведущего вала привода, ω =63,32 с^-1;

r – радиус кривошипа механизма привода ножа r=S/2=0,0435.

m_н = 2,0·3,6=7,2 м,

P_jmax≈±7,2∙63,32²∙0,0435=1255,8 Н.

Значение силы инерции: , (5.9)

Сила трения:

F=fG , (5.10)

где , G=m_нg – сила тяжести ножа, определяемая из расчета его длины;

f – коэффициент трения (f=0,25…0,30), принимаем f=0,30

F=0,30∙(7,2∙9,81)=21,19 Н.

По результатам расчетов построили 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 х₁при

V_р = const;

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

– координаты х₁ взяли 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 +F, (5.11)

T_max=1255,8+21,19=1276,9 Н,

N_р=1276,9∙63,32∙0,0435=3517,1 Вт=3,5 кВт.

 

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

N_ма= N_о + N_x , (5.12)

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений от взаимодействия бичей с растительной массой:

N₀ = {a_т + b_т [q_min]_ф} [q_min]_ф u_б ,(5.13)

где , [q_min]_ф – секундная подача массы, кг/с;

а_т и b_т – коэффициенты, зависящие от состояния и сорта культуры и конструктивных параметров молотильного устройства (для барабанно-декового аппарата а_т = 100…120 Н·(кг/с)^-1 и b_т = 8…10 Н×(кг/с)^-2);

u_б – скорость бичей, принимаем u_б=30 м/с.

Большие значения коэффициентов соответствуют длинносоломистому стеблестою большей влажности и меньшей длине барабана, а меньшие – короткостебельному хлебостою меньшей влажности и большей длине барабана:

N₀ ={110+10∙3,7}∙3,7∙30 =16371 Вт ≈ 16,37 кВт.

Мощность N_x холостого хода затрачивается на преодоление сил трения в опорах и сопротивление воздуха:

N_x = a_x u_б + b_x u_б³ ,(5.14)

где , а_х – коэффициент сил трения (для бильных барабанов а_х = 0,85…0,90 Н 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 b_x = 0,055…0,090 Нс²/м²).

N_x =2,88∙30 + 0,09∙30³=2516,4 Вт=2,52 кВт,

N_ма=15,44+2,52=17,96 кВт.

 

Мощность, необходимая для передвижения комбайна:

N_п = 10^-3 P V_м / (η_тр η_б), кВт, (5.15)

где , P – усилие затрачиваемое комбайном на перекатывание, Н;

η_тр – КПД трансмиссии ходовой части комбайна (η_тр = 0,87);

η_б – коэффициент буксования (η_б = 0,95…0,98).

Сопротивление перекатыванию:

Р = G_к (f ± i / 100) , (5.16)

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

G_к = m_к g – сила тяжести комбайна, кН;

i – уклон поля, i=2%.

Масса m_к комбайна:

m_к = m_э + ∆,(5.17)

где , m_э – эксплуатационная масса комбайна, т;

∆m – масса технологического материала, находящегося в бункере и копнителе комбайна, т.

m_к=11,33+5,0=16,33 т,

G_к=16,33∙9,81=160,2 кН,

Р =160,2∙ (0,08+2/100) =16,02 кН,

N_п =16,02∙1,7/(0,87∙0,97)=25,25 кВт.

Мощность N_ро затрачиваемая на привод остальных рабочих органов (приложение Б), принимаем для «Лида-1300» с измельчителем, N_ро=60 кВт.

Общая потребляемая комбайном мощность на выполнение технологического процесса:

N_т = N_р + N_ма + N_ро + N_п ,

N_т =3,50+17,96+60+32,3=113,8 кВт.

Сравним расчетную потребляемую мощность с мощностью двигателя комбайна Лида-1300. При сравнении мощностей ,условие обеспечения работы комбайна N_дв≥N_т выполняется (179>113,8) кВт.

 

Вывод: Мощность для выполнения технологического процесса меньше мощности двигателя, поэтому технологический процесс выполняется.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте определены основные параметры настройки и производительности зерноуборочного комбайна Лида-1300 для уборки ячменя урожайностью 39 ц/га.

Технологическая модель комбайна вычерчена на формате А1 с указанием определенных основных параметров рабочих органов заданной марки комбайна.

При сравнении мощности двигателя и общей потребляемой комбайном мощности на выполнение технологического процесса можно сделать вывод, что двигатель комбайна загружен только на 64% и мощности двигателя комбайна хватит для выполнения технологического процесса уборки урожая в заданных условиях.

Применение данного проекта позволяет увеличить производительность работы комбайна, что дает возможность уборки сельскохозяйственной культуры в кратчайшие сроки и с минимальными потерями урожая, что будет положительно сказываться на экономике хозяйства.

 

 

---

⇐ Предыдущая
• 12