Файл: Методичка уборочные машины.doc

Добавлен: 06.02.2019

Просмотров: 1750

Скачиваний: 7

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

59


МИНИСТЕРТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДЕПАРТАМЕНТ КАДРОВОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

Московский государственный агроинженерный университет

имени В.П. Горячкина





С.Г. Ломакин





Расчет рабочих органов

уборочных машин








Методические рекомендации по выполнению

курсовой работы










Курсовая работа состоит из двух частей:

I. Расчет показателей работы режущего аппарата.

II Расчет показателей работы молотилки зерноуборочного комбайна.

Исходные данные по каждому варианту задания приведены в табл. 1,2 и на рис.1.

Таблица 1

Исходные данные по вариантам


Вари-

анты


Ширина захвата режущего аппарата, В,м

Частота * вращения вала привода ножа,

n,мин-1

*

Скорость движения агрегата,

,м/с

Тип

режущего аппарата (ТРА)

Площадь нагрузки,


fн,см2

Устано-вочная высота среза,

Ну,см

Урожай-ность зерна пшеницы,

À ,т/га

Отношение массы соломы к массе зерна

mс : mз

Убираемая площадь.

S,га

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

2,8

560

3,0

1

115

5

3,0

1,25

400

2

3,5

550

2,0

2

100

7

2,8

1,35

500

3

4,9

480

2,4

3

60

10

3,4

1,3

800

4

4,1

540

2,0

2**

90

8

3,6

1,2

700

5

4,6

520

2,5

4

50

10

3,2

1,33

900

6

5,0

490

1,8

5

70

6

3,1

1,5

1000

7

6,0

470

1,6

6

80

5

3,8

1,4

1200

8

7,0

580

2,0

7

88

6

2,5

1,42

1400

9

4,0

460

1,6

1

65

10

3,0

1,5

1000

10

4,8

480

1,8

2**

85

6

2,4

1,6

1200

11

5,0

450

2,0

3

55

7

3,2

1,45

1000

12

5,5

470

2,3

4

40

8

2,6

1,55

1300

13

6,0

480

2,0

5

78

5

2,1

1,6

1200

14

7,5

490

2,0

6

90

6

2,8

1,4

1500

15

9,0

560

3,3

7

150

10

1,8

1,5

2000

16

6,7

540

3,0

7

120

8

1,6

1,45

2000

17

7,0

570

3,4

6

130

10

1,7

1,4

2500

18

6,0

470

1,5

1

68

7

1,8

1,5

1600

19

5,8

460

1,8

2

90

6

2,0

1,3

1500

20

5,5

450

2,6

3

75

10

2,4

1,4

1800

21

5,4

480

2,4

4

45

5

2,6

1,2

1600

22

5,2

500

1,8

5

65

6

2,4

1,3

1500

23

5,0

510

1,6

6

67

5

4,0

1,25

1400

24

5,8

570

2,5

7

80

7

4,3

1,3

1500

25

6,8

540

3,0

7

115

8

2,1

1,4

2000

26

5,9

475

2,4

4

45

10

2,5

1,5

1500

27

4,1

460

1,9

1**

80

5

2,3

1,6

1800

28

4,8

450

1,7

2**

90

6

2,6

1,7

1400

29

6,8

480

2,5

6

110

6

2,8

1,4

2000

30

9,0

570

3,3

7

120

7

2,1

1,2

4000

31

8,6

580

3,0

7

110

6

1,9

1,45

4200

32

8,0

475

3,2

6

145

8

2,2

1,25

3800

33

4,0

480

1,6

1

68

5

3,4

1,35

3200

34

4,8

460

1,8

2

94

6

3,1

1,4

3400

35

6,4

440

2,0

3

60

10

3,5

1,2

3000

36

6,3

470

2,2

4

42

8

3,0

1,35

3500

37

6,2

450

1,8

5

74

6

4,9

1,15

2800

38

6,0

460

2,4

6

105

7

4,0

1,0

2900

39

5,8

570

2,7

7

100

6

4,1

1,1

2800

40

6,8

580

3,0

7

110

8

3,1

1,3

3500

41

7,0

455

3,3

6

155

10

2,9

1,2

4500

42

4,2

780/450

3,6

1**

100/80

5

3,5

1,4

1800

43

3,6

600/460

3,4

2**

144/85

10

3,3

1,5

1000

44

5,0

440

1,9

3

56

8

2,7

1,6

1500

45

5,3

450

2,0

4

40

6

2,4

1,7

1800

46

5,6

460

1,7

5

68

5

4,1

1,25

2000

47

4,3

470

2,0

1

88

7

3,2

1,36

1400

48

3,8

570

2,4

2

105

6

2,0

1,57

1300

49

7,3

500

2,8

6

120

6

2,2

1,3

4200

50

4,9

540

1,8

7

68

5

3,8

1,4

2000

51

5,9

540

2,2

7

95

7

3,7

1,5

4000

52

5,0

480

2,0

6

86

8

4,4

1,25

3500

53

4,6

450

1,6

1

70

5

3,0

1,6

2000

54

4,2

440

1,5

2

80

5

4,7

1,3

1800

55

3,4

580/540

3,0

2**

140

7

3,4

1,2

1200

56

5,0

760/540

3,7

1**

110

8

3,2

1,1

3000

57

7,4

420

2,2

3

70

6

2,6

1,4

4500

58

7,8

460

1,9

4

36

5

3,6

1,05

5200

59

8,4

455

1,7

6

75

6

4,7

1,0

6000

60

9,2

545

1,5

7

55

5

5,6

1,15

5500



* Студенту выдается только один показатель: частота вращения кривошипного вала (n), либо скорость движения агрегата ( );

** - механизм привода МКШ открытого типа; числитель использовать при расчете Р.А.; знаменатель – для определения υ при расчете молотилки зерноуборочного комбайна.



Рис.1. Схемы сегмента (а) и противорежущей (б) пластины.

Основные размеры сегментов и противорежущих пластин Р. А. сегментно- пальцевого типа

Таблица2

Тип режущего аппарата (ТРА)


Соотношение параметров,

мм


Основные размеры, мм



a

b

h0

hр

t

c

e

h1/h

1;1**

t=t0=S=76,2

14

80

54

42

76

22

36

58/46

2;2**

t=t0=S=90

14

85

55

50

90

24

38

60/55

3

2t=2t0=S=152,4

13

85

55

55

76

21

29

60

4

2t=2t0=101,6

12

75

45

45

50,8

20

25

53

5

t=2t0=S=101,6

6

75

45

--

101,6

18

20

50

6

n″t=″n″t0=S=88

14

80

57

42

76

23

37

57/46

7

n″t=″n″t0=S=84

12

80

60

54

76

23

35

58



I. Расчет технологических и энергетических показателей работы

режущего аппарата



1.1. Рассчитать скорость движения уборочной машины , м/с или частоту вращения кривошипного вала механизма привода ножа n, мин-1

Скорость движения машины можно найти по заданным площади нагрузки fн и частоте вращения n кривошипного вала механизма привода ножа режущего аппарата. Используя зависимости для подачи режущего аппарата L=t1/2 и площади нагрузки fн = к ∙LS ( Р.А. № 1;2;3;4;5) или fн = (к∙ LS)/″n″,

(Р.А.№ 6;7).

где t1/2- время, за которое кривошипный вал совершит поворот на угол , с; к - коэффициент пропорциональности между площадями подачи и нагрузки режущего аппарата; S - ход ножа, мм, получим выражение для определения


= 10-1 fн n/30∙к∙S, м/с; или υ = 10-1fн″n″∙n/30∙к∙S, м/с (1)


Следует помнить, что для Р.А. t = t0 = S и ″n″∙t=″n″∙t0=S к = 1, а для аппаратов

2t = 2t0 = S и t = 2t0 = S необходимо подставить в формулу (1) большее из двух значений к (0,32 для первого и 0,68 для второго).

Например, для 2t = 2t0 = S = 152,4 мм при n = 480 мин-1 и fн = 55 см2,

= 10-1 ∙55∙ 480/30 ∙0,32 ∙152,4 = 1,8 м/с


Если в исходных данных задана скорость движения агрегата , то в разделе 1.1. необходимо определить частоту вращения кривошипного вала механизма привода ножа n .


Решив выражение (1) относительно n, имеем

для Р.А. № 1;2;3;4;5 , мин-1, или .

для Р.А. № 6;7

  1. Определение скорости резания стеблей


Из кинематики относительного движения ножа известно, что скорость относительного движения ножа изменяется в функции угла поворота t:



- кривошипного вала аксиального кривошипно-ползунного механизма привода ножа

Uн = r ∙sint, (2)

где:

r - радиус кривошипа (r = S/2),м;

- угловая скорость кривошипа, с-1;


- ведущего вала механизма качающейся шайбы

Uн = l sinsint, (3)

где:

l -длина рычага колебательного вала МКШ, м

-угол наклона шейки ведущего вала к его оси вращения, град

-угловая скорость ведущего вала, с-1

-водила Н планетарного редуктора

Uн= (r1+r2)∙нsinнt (4)

где:

r1 - радиус эксцентриситета ( смещения ) оси вала саттелита относи- тельно оси вращения водила, м

r2 - радиус кривошипа вала саттелита, м

н - угловая скорость водила, с-1


Функциональную зависимость скорости относительного движения ножа от его перемещения (х) Uн = f(х) легко установить из рис. 2(а, б, в).

Из ОВС (рис.2а) следует, что вертикальная текущая координата ″у″

точки В кривошипа определяется по выражению

у = r∙sint. (5)


По аналогии из рисунков 2б и 2в следует, что

у = lsinsint и (6)

у = (r1+r2)∙sinн ∙t

(7)

Рис. 2. К определению функциональной зависимости Uн = f(х)


Сопоставление выражений 2 и 5; 3 и 6; 4 и 7, показывает, что скорость движения ножа в любой точке в пределах хода S может быть определена как произведение текущей координаты ″у″ и постоянной величины (н),

т.е. Uн = y или Uн =у∙н. Следовательно, дуга окружности радиуса r

либо l sin , либо (r1+r2) является графиком изменения скорости движения ножа в функции его перемещениях хода (Uн =f(x)).

Масштаб графика u = (u = н)

С учетом этой зависимости определение скорости резания становится простой графоаналитической задачей. Для ее решения необходимо начертить в масштабе 1:1 контуры сегмента (рис. 3) и противорежущих пластин, причем сегмент должен находиться в одном из двух крайних положений (левом или правом).

Для Р.А. нормального резания с одинарным и некратным ходом ножа достаточно изобразить контуры двух противорежущих пластин (рис. 3а,3г), а для аппаратов нормального резания с двойным пробегом ножа (2t = 2t0 = S - рис. 3б) и низкого резания (t = 2t0 = S - рис. 3в) - контуры трех пластин.

Из точки А (начало лезвия сегмента) проведем оси координат (ХАУ) и отложим вдоль оси абсцисс величину хода ножа S = 2r. Из центра этого отрезка проводим дугу окружности радиуса r - график Uн А = f(х), (либо окружности радиусов

l∙ sin или (r1+r2) ).

Поскольку сегмент срезает стебли только на кромке противорежущей пластины, начало резания наступает тогда, когда точка А лезвия переместится в положение А1 (достигнет кромки противорежущей пластины), а все лезвие в положение А1В1. Скорость любой точки ножа в этот момент, в том числе и точки А, которой лезвие начинает срез стеблей, и есть скорость начала резания.


Ее величина равна произведению длины ординаты у1 = А1К1 в метрах, восстановленной из точки А1 до пересечения с кривой графика UнА = f(х), и масштабного коэффициента u = , т.е.

Uн 1 = у1, м/с. (4)

При ограничении рабочей высоты лезвия (hр) начало резания наступит

когда точка А лезвия достигнет кромки противорежущей пластины. Проведя через точку пересечения лезвия (т.А) и кромки противорежущей пластинки линию параллельную АВ найдем положение лезвия А1В1 в момент начала резания, ординату у11К1 и скорость начала резания Uн11 ( Uн11н)

Значение угловой скорости определяют по соотношению

= .

где: n - частота вращения кривошипного вала, мин-1.

Или н = .

где: n – число двойных ходов ножа, мин-1














Рис. 3. К определению скоростей резания: а) t = t0 =S; б) 2t = 2t0 =S;

в) t = 2t0 =S, г) ″n″t=″n″t0=S.

Лезвие сегмента при дальнейшем движении будет срезать стебли другими участками (точками) своей длины вплоть до крайней точки В. Поскольку скорость движения ножа меняется от 0 в начале хода до максимального значения (Uн мах = r) в середине и снова до 0 в конце хода, скорости резания будут непрерывно меняться от найденной начальной Uн1 до конечной Uн2. Момент окончания резания наступит тогда, когда точка В лезвия сегмента достигнет кромки противорежущей пластины (точка В2), а само лезвие расположится по линии В2 А2 . Скорость движения сегмента в данный момент - скорость конца резания - определим по графику Uн2 = y2 (y2 = А2 К2), или (Uн2 = y2 н).

Из графика видно, что лезвие сегмента срезает растения только на участке А1 А2 своего хода. Этот участок хода является рабочим и обозначается хр.

До него и после нож совершает холостой ход.

У Р.А. нормального резания с двойным пробегом ножа -

(2t = 2t0 = S - рис.3б) лезвие сегмента за один ход срезает растения у двух пальцев (1 и 2). По аналогии с рассмотренным выше начало резания у первого пальца соответствует положению лезвия А1В1, а конец резания - А2 В2. Скорость резания у первого пальца будет изменяться от Uн1 = y1 до Uн2 = y2 . Момент начала резания у второго пальца будет соответствовать положению лезвия А3 В3 и конца резания - А4 В4. Скорость резания у второго пальца будет изменяться от Uн3 = y3 в начале до Uн4 = y4 в конце резания. Из всего хода S нож совершает полезную работу на участках хр1 у первого и хр2 у второго пальцев, причем хр1 = хр2.

Особенности соотношения параметров Р.А. низкого резания -

(t = 2t0 = S - рис. 3в) обусловливают отсутствие участка холостого хода сегмента хн1 до начала резания стеблей у первого пальца, так как в крайних положениях сегмента часть его лезвия перекрывается противорежущей пластиной. Следовательно, участок лезвия вблизи точки А будет подходить к кромке противорежущей пластины первого пальца со скоростью Uн, близкой к нулю (начало хода ножа). Попадание стеблей на эту часть режущей пары будет приводить к повышенным силовым нагрузкам на элементы режущей пары и забиванию режущего аппарата.


Для исключения возможности резания стеблей участком лезвия около точки А со скоростями ножа Uн, близкими к нулю, и тем самым предотвращения технологических и технических отказов в Р.А. низкого резания на стадии проектирования (разработки конструкции) предусматривают специальные конструктивные элементы, ограничивающие длину рабочей части лезвия участком А′В. Положение точки А′ по длине лезвия АВ устанавливают из условия

Uн1 0, 5 м/с. При такой скорости начала резания стеблей лезвием у первого пальца ордината у1 на графике скоростей может быть определена по выражению

y1 , м.

Положение лезвия А1 В1, соответствующее моменту начала резания у первого пальца, найдем следующим построением. Отложим вдоль оси У ординату у1 и проведем из полученной точки прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с восходящим участком кривой графика Uн А = f (х) в точке К1. Опустим из точки К1 перпендикуляр К1А1 на ось абсцисс. Проведем из полученной точки А1 линию, параллельную лезвию АВ, и отложим на ней отрезок А1В1, равный длине лезвия. Это и будет искомое положение лезвия, а точка А′ пересечения линии А1В1 и кромки противорежущей пластины будет началом рабочего участка лезвия. Следовательно, конструктивные элементы, ограничивающие минимальную скорость начала резания Uн1 и длину рабочего участка лезвий сегментов, располагаются на расстоянии l0 от оси абсцисс (основания противорежущей пластины), а рабочая высота сегмента будет равна hp=h0 - l0.

Моменту конца резания у первого пальца будет соответствовать положение лезвия А2В2. Скорость конца резания у первого пальца Uн2 = у2·.

Резание стеблей у второго пальца начинается в момент, когда точка А′ достигнет кромки второй противорежущей пластины и лезвие займет положение А3В3, а закончится при достижении точкой В положения В4 (положение лезвия А4В4). Скорости резания стеблей у второго пальца будут изменяться от Uн3 = y3 в начале до Uн4 = у4· в конце резания.

Из графиков видно, что скорости резания стеблей лезвиями сегментов зависят не только от основных конструктивных (t, t0, S) и кинематических параметров (Uн), но и от взаиморасположения сегментов и пальцев в крайних положениях ножа. Полученные скорости резания для Р.А.№ 1;2;1**;2**;3;4;5; соответствуют совпадению в крайних положениях осей сегментов с осями пальцев после тщательного выполнения одной из основных регулировок - центрирование ножа или установки одинакового перебега (+ х) ножа в обоих крайних положениях для аппаратов ″nt=″nt0=S. На практике эти регулировки выполняют с большой погрешностью или не выполняют вовсе и оси сегментов в крайних положениях не совпадают (рис. 4) с осями пальцев на величину  х (+ х - перебег влево от оси пальца; - х - недобег до оси пальца), а у Р.А. ″nt=″nt0=S величины перебега сегмента различны у правого и левого пальцев.