Дискові робочі органи

Мета заняття. Поглибити знання з теорії ґрунтообробних машин та отримати практичні навички проектування ґрунтообробних машин з дисковими робочими органами.

Завдання на практичпе заняття:

 

— згідо вихідних даних(таб.1) визначити основні параметри дискових робочих органів грунтообробної машини;

— обгрунтувати відстань між сусідніми дисками і розробити конструктивну схему грунтообробної машини;

— виконати силовий розрахунок спроектованої рунтообробної машини з дисковими робочими органами.

 

 

Загальні відомості

На сучасних грунтообробних машинах широко використовуються дискові робочі органи. Під час роботи дискоьй рооочі органи не тільки переміщуюiься поступально разом з рамоiо машини, а і обертаються навколо своїх оссй під дісю реакцїi ґрунту. Завдяки цьому вони в мепшій мірі піддаються забиванню бур'янами і рослинними рештками. між лемішні робочі органи, які рухаються поступально. Якість кришення грунту дисковими робочими органами не поступаеться лемiшним, але вони значно гірше перевертають скибу ґрунту шо обробляеться. Велика сила опору на лезах дисків, що намагагться вишговхнути їх з грунгу, приволить,то необхідності прикладання значних зусиль для заглилення дисків на задані глибину. При цьому. більшість конструкцій дискiв суттєво ушільнює краї криволінійних борозенок. особливо на вологих грунтах. формуючи стійку криволінійну підошву пiд обробленим шаром грунту. Крім того, більшiсть дискових робочих органів не придатні для роботи на велики: швидкостях (більших 7 км/год), оскільки із збiльшенням швидкості їх руху різко збільшується дальність відкилання грунту.

За призначенням груптообробнi машини з лисковими робочими органами поділяюзься на:

лушильники — для лушення стерш на глибину 4-10см, розпушення грунту, розрізання скиб піля оранки та ін.

борони — для розпушення скиб грунту на глибину до 22 см. подрібнення кореневищ після збираннія кукурудзи, соняшника та інших культур, лущення стерні після збирання зернобобових культур, поверхневого обробітку ушільненого грунту та луків, пасовищ тошо:

комбіпоаані ґрунпгообробні агрегати — для суміщення основного та передпосівного обробітку грунту, сумішення опсраціі передпосівного обробітку грунту, суміщення основного або передпосівного обробітку грунту з одночасним внесеням добрив, гербцидів, пестицидів або сівби;

плуги — для оранки важких i перезволожених грунтів За формою дискові робочі органи поділяються на: плоскі дискові, плоскі зірчасті, голчасті, хрестоподібні. дискові гофровані, сферичні дискові з суцільним лезом або вирізні .

 

1. Проектування грунтообробної машини з дисковими

робочими органами

Проектування грунтообробної машини з дисковими робочими органами включає наукове обгрунтування: геометричних параметрів дискових робочих органів, які визначають іх працездатність; відстані між сусідніми дисками, яка виключає заклинювання скиби і,окремих брил між дисками та забезпечує формування дна борозни заданого профілю; силових характеристик машини при яких забезпечується прямолінійний стійкий рух машини та якісний обробіток грунту  
на, задану глибину.

1. Послідовність нросктування грунтообробної машини з дисковими робочими органами
1. Згідно вихідпих даних (таба., 1)п. визначаються, геометричні параметри дискових робочих.органiв.
2. Для визна чених розмірів дисків обгрунтовується відстань  
   між ними і розробляється конструктивна схема грунтообробної  
   машини.
3. Виконується силовий розрахупок машини з дисковими  
   робочими органами.

 

 

2.   Визначення основних параметрів дискових робочих органів

Якість роботи дискового робочого органу оцінюється повнотою підрізання або вичісування рослинних решток, кришенням і перевертанням скиби грунту, вирівняністю поверхні обробленого поля, висотою гребенів на дні борозни та інше. Ці показники залежать від геомегричних параметрів дискових робочих органів: діаметра диска О - радіусу кривизни диска А. товшини диска δ, кута різання θ, кута заточки (загострення) і, кількості вирізів на дискові , ширини вирізів , глибини вирізiв .

Діаметр диска необхідно вибирати найменшим із допустимих значень, тому шо із його збільшенням зростас вертикальна складова реакції грунту, із-за чого зростає навантаження необхідне для заглиблення диска у грунт. Діаметр диска залежить від заданої глибини обробітку грунту і визначається із співвідношення:

                                                         (1)

 

де D- коефіцієнт: для лушильників k=4 — 6. Причому, більше значення k необхідно приймати для важчих умов роботи машини:

а- глибина обробітку грунту, мм.

 

Радіус диска R визначає здатність кришити і перевертати скибу грунту. Чим менший радіус, тим інтенсивніше кришиться і перевертається скиба. Радіус кривизни диска Я визначається із залежності:

                                                  (2)

 

 

де γ- половина кута при вершині сектора (для борон з'=22 -26°).

Для визначеного D менший радіус буде при більших значеннях γ. Величина кута γ визначається за виразом.

град                                               (3)

 

де а — кут атаки ( кут установки площини леза диска до напрямку руху агрегату: для борін α =10-22°, для лущильників α=10-40°, для плугів α=40-45°). Чим більший кут атаки тим глибше обробляється грунт, зменшується висота гребенів на дні борозни і збільшується повнота підрізання кореневищ, які, знаходяться у грунті, але погіршується сходження скиби грунту з диска(залипають).

 - кут різання диска. Величина на заданій глибині обробітку визпачасться сумою:

                                                (4)

 

де і- кут загострення дисків з зовнішньої (випуклої) сторони:  
і=10-20 для борін і лущильників:, і=15-25 для плугів.

- затильний кут  на глибині ходу диска. У сферичних дисках затильний кут змінний по діаметру (висоті) диска. Величина його повинна складати =3-5 для плугів і лущильників, тому що диски обробляють ущільнений грунт.  
Для дискових борін, які розрізають і розпушують перевернуту плугом скибу, а не відрізають смужку від суцільної поверхні поля допустимі значення <О Це забезпечить можливість виконувати обробіток зораного поля на малу глибину, адже диски будуть опиратися випуклою стороною на дно борозенок і намагатимуться викотитися на поверхню поля.

Кути  і y для розрахунків розмірів дисків необхідно знати на діаметральному їх перерізі, а працездатність дисків залежить від значень та на рівні глибини його ходу в грунті.

Перерахунок кутів виконують через кут - кут нахилу твірної конуса заточення до площини різальної крайки на рівні горизонтального діаметра і — на рівні перерізу, який проведений на висоті а від нижньоі крайки диска.

 

Кут визначається із залежності:

                                         (5)

 

А його перерахунок на екваторіальний переріз виконується за виразом:

                             (6)

 

Тоді кут γ можна визначити з рівняння:

                                            (7)

 

Товщина сферичних дисків δ визначається за емпіричною залежністю:

                                          (8)

 

Визначення основних параметрів сферичного диска для глубокого розпушення а=8 см ґрунт з одночасним подрібненням рослинних решток.

Для зменшення імовірності  забивання дисків ґрунтообробних машин  ґрунтом приймаємо верхнє для  борін значення k= 5 і за залежністю (1) визначаємо діаметр диска:

Для борін і лущильників  відстань між сусідніми дисками  вибирають із слідкуючих умов:

По перше, щоб уникнути заклинювання скиби або окремих  брил між дисками, розмір повинен бути більшим глибини ходу дисків, тобто

                                         (9)

 

Де- коефіцієнт пропорційності;  .Більше значення потрібно приймати для більш важких умов роботи (наявність на поверхні поля стерні, соломи, бур’янів),  щоб зменшити імовірність запресування ґрунту між дисками.

Величину зміщення дисків заднього ряду відносно першого визначаємо за залежністю:

,см                                             (10)

 

За визначеними параметрами  розробляється конструктивна схема  ґрунтообробної машини.

Максимальну висоту гребенів можна до допустимої величини для  плуга

 

Тоді відстань між дисками  для забезпечення такої  дорівнюватиме

 

При двохрядному розміщенні

 

Величину змішення дисків заднього ряду відносно першого визначаємо за залежністю:

 

3. Силовий розрахунок машин з дисковими робочими органами

Силовий розрахунок машин  з дисковими робочими органами включає  визначення тягового опору машини та параметрів при яких забезпечується її прямолінійний стійкий рух  та обробіток ґрунту на задану глибину.

Тяговий опір машини визначається за залежністю6

                                               (11)

де - питомий опір на 1 м ширини захвату машини (для двохслідних легких борін із сферичними дисками )

В – ширина захвату машини з дисковими робочими органами:

                                          (12)

 - відстань між дисками, м;

- кількість дисків у батареї (6-12);

К – кількість батарей  встановлених в одному рядові.

Для забезпечення стійкого руху дисків на задану глибину необхідно  виконувати умову:

                           (13)

- загальна сила тяжіння машини, Н;

- загальна маса  балансних грузів, якими довантажується машина, при необхідності, кг;

- вертикальна складова реакції ґрунту, яка наближено визначається за емпіричною залежністю:

, Н                                    (14)

- коефіцієнт пропорційності (m= 0,9-1,6) більші значення приймаються для складніших умов роботи машини.

Для несиметричних m=2.

При симетричному розміщенні дисків відносно повздовжньої осі машини і однаковому заглибленні дисків (за умови однорідності ґрунту на полі) рівнодіючі сил опору лівої і  правої секції (батарей) дисків рівні по величині, а лінія дії їх рівнодіючої співпадає з осьовою лінією машини і проходить через точку причепа до енергомодуля. Це забезпечує рівновагу в горизонтальній площині, тобто прямолінійний рух машини. Мінливість властивостей ґруну викликає безперервну зміну величини сил опору секцій машини, які намагаються повернути машину у горизонтальній площині. Це обумовлює зигзагоподібний рух машини, причому із збільшенням кута атаки дисків не прямолінійність руху машини зростає. Підвищення стійкості руху машини зростає. Підвищення стійкості ходу причіпних дискових машин досягають збільшенням довжини причепа і навантаження опорні колеса.