Расчёт параметров рабочих органов и построение схемы зерноуборочных комбайнов

- Полученные  методом засечек точки пронумеровать 0",1",2"…12", соединить их плавной кривой, которая и будет представлять траекторию планки. Определяем теоретическую ширину в полосы стеблей, захватываемой одной планкой, для чего:

—отметим на петле траектории планки точку а, соответствующую положению конца планки в момент вхождения её в хлебную массу;

—из точки а  отложим вертикальный отрезок a_m, равный в выбранном масштабе средней длине стебля L_cp, и из точки m проведём горизонтальную линию, соответствующую поверхности поля, от которой отложим в масштабе отрезок h_cp и проведём горизонтальную пунктирную линию, соответствующую уровню движения режущего аппарата;

—из точки m радиусом L_cp проведём дугу и обозначим на второй ветви точку d соответствующую выходу планки из стеблестоя и соединяем d с m, определив тем самым крайнее положение стебля в момент окончания воздействия на него планки;

— определяем максимальный вынос  , для чего из точки d радиусом  R сделаем засечку на линии движения центра мотовила и обозначим полученную точку d^' и соединим её с точкой d, замерим расстояние по горизонтали между точками d и е.

—на полученной схеме  с учётом масштаба определяем теоретическую  ширину b=6мм полосы стеблей, срезаемых при воздействии планки, и вынос мотовила относительно режущего аппарата и записываем на схеме их значения с учётом выбранного масштаба.

2.5 Коэффициентом  полезного действия мотовила  с ножом, который численно равен  отношению ширины b_d полосы стеблей, которые срезает нож при воздействии одной планки к шагу мотовила, т.е.

                                                      

                                                  (4.10)

Определяем с учётом коэффициента взаимодействия

                                                    

                                              (4.11)

-коэффициент, принимаемый   =1,0…1,7

 

Подставляем значения в  формулу (4.11)  получим

Определяем  шаг мотовила:

                                      

                                               (4.12)

где: z- число планок мотовила, по таблице П[ ] 1 принимаем z=5

Подставляем значения в формулу (4.12)  получим

Подставляем значения в  формулу (4.10)  получим

Коэффициент может быть определен аналитически как: 

        (4.13)

Подставляем значения в  формулу (4.13)  получим

=

Определить коэффициент  при расположении оси мотовила над режущим аппаратом, т.е. С=0, тогда выражение примет вид:

                          

                    (4.14)

Подставляем значения в  формулу (4.14)  получим

 

 

 

 

5. АНАЛИЗ РАБОТЫ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА

 Цель анализа определить скорость начала и конца резания лезвием сегмента и сравнись ее с допустимой скоростью, которая для основных зерновых культур должна быть не менее 1,5 м/с; построить графики траектории точек лезвия сегмента, пробега активной части лезвия и графики высоты стерни для стеблей, расположенных по линии m — т крайней кромки противорежущей пластины и линии т'— m', смещенной относительно этой кромки на некоторое расстояние S'(задается ).

Современные зерноуборочные комбайны снабженные однопробежными режущими аппаратами нормального резания с одинарным ходом ножа, у которых, шаг сегментов и шаг пальцев равны между собой, т.е. t =t₀= 76,2 мм., а ход ножа S = t =t₀, и некратным ходом ножа, при котором S = кt = кt₀,

 где к=1,1155 (комбайны КЗС-7, «Лида-1.300») и к=1,155 (комбайны типа «Дон»).

Исходными данными  для выполнения этой части работы являются:

V_м - рабочая скорость машины, м/с. которая определена выше, исходя из пропускной способности молотильного аппарата, соломотряса и очистки;

п - частота вращения вала кривошипа, или колебании механизма качающейся шайбы, или механизма привода водила (берется из технической характеристики комбайна соответственно заданному варианту):

- размеры сегмента  и противорежущей части пальца (пластины), которые в соответствии с рисунком, для комбайна приведены ниже. Рабочая часть сегмента:

                                                                                         (5.1)

где m - нерабочая часть лезвия сегмента, что обусловлено перекрытием режущей части имеющимися на пальцах выступами.

Учитывая размерные характеристики сегментов и противорёжущей части пальца режущего аппарата комбайна «КЗС-7»находим из

 

 формулы  (5.1)

 

 

Размерные характеристики сегментов и противорёжущей части  пальца режущего аппарата комбайна «КЗС-7»

 

t=76мм, l=15мм, b=80мм, f=32мм, b₂=18мм, b₁=22мм, h=52мм, S=85мм, m=0мм.

 

Размерные характеристики сегмента ножа и противорежущей пластины части пальца режущего аппарата

 

Последовательность анализа  работы режущего аппарата:

1. Построить график  скорости резания в масштабе, для чего:

• вычертить рабочую часть сегмента с лезвием АВ и элементы противорежущей части пальца, при ,со смещением оси сегмента и пальца на величину:

                                                                                                 (5.2)

Подставляем значения в  формулу (5.2)  получим

• Выбрать для построения графика скорости резания начало координат в точке А;
• На расстоянии t, провести осевую линию и вычертить противорежущую часть (пластину):
• от точки А отложить r = S/2 и определить положение точки О:

• с центра в точке О провести полуокружность радиусом кривошипа
• r = S/2, при S=t₀ ось противорежущей части и полуокружности совпадает, при S=кt₀ ось полуокружности и противорежущей части пальца не совпадает.
• определить из графика ординаты скорости начала и конца резания. Процесс резания растения происходит по принципу ножниц, поэтому начало резания произойдет в момент встречи точки А лезвия АВ с противорежущей частью (пластиной) пальца в точке А₁ и займет положение А₁В₁.

При перемещений ножа па величину начала резания - координата скорости соответственно равна Резание закончится, когда точка В лезвия встретиться с противорежущей частью пальца, а лезвие сегмента АВ займет положение А₂В₂, а нож переместится на величину координаты конца резания и координата скорости равна ;

• рассчитать истинные значения скоростей резания по выражениям:

                                   

                    (5.3)

                                             

                                                   (5.4)

где n- частота вращения вала привода ножа режущего аппарата, , по таблице П[ ] 1 принимаем n=605

Подставляем значения в  формулу (5.4)  получим

                                            

Подставляем значения в  формулы (5.3)  получим

2. Строим график пробега  одной из точек лезвия, например, точки А, для чего:

• вычертить в принятом масштабе рабочую часть сегмента на расстоянии S= кt =кt₀ противорежущую часть пальцев на расстоянии t=t₀, определить положение сегмента с режущей кромкой АВ и противорежущей части пальца;
• от точки А отложить ход ножа S провести полуокружность r = S/2, которая в данном случае представляет траекторию центра пальца кривошипа при одном ходе ножа;

• определить величину перемещения машины за одни ход, ножа — подачу L машины

                                            

                                     (5.5)

Подставляем значения в  формулы (5.5)  получим

                                            

• разделить полуокружность на несколько равных частей (не менее шести) обозначив полученные точки 0,1,2...6; расстояния от начала хода (точка А) до проекции точек на ось ОХ представляют перемещение ножа при повороте кривошипа на соответствующий угол.
• отложить по направлению движения машины (ось OZ) подачу L машины и разделить ее на столько же равных частей, что и полуокружность, обозначив соответственно точки 0’, 1’…6’;

• провести из точек 0, 1, 2 ...6 на полуокружности вертикальные линии, а из точек 0’, 1’…6’ горизонтальные и на их пересечении обозначить точки, которые и будут промежуточными гонками траектории точек лезвия сегмента;
• соединив эти точки плавной кривой, получим траекторию точек лезвия;
• из плотной бумаги вырезать шаблон подученной кривой, который использовать в дальнейшем для построения графика пробега лезвия сегмента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ МОЩНОСТИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ РАБОТЫ КОМБАЙНА                                                                   

 

Энергетические параметры характеризуют затраты энергии на привод молотильного барабана. Затрачиваемая при этом мощность представляет сумму мощностей, затрачиваемых на холостой ход – N_х и выполнение технологического процесса – N_т.

                                                

                                            (6.1)

Холостой ход:

Барабанно-дековое МСУ

Мощность холостого  хода N_хб затрачивается на преодоления сопротивление трения в опорах и сопротивления воздуха:

                                               

                                     (6.2)

где а_х – коэффициент, характеризующий затраты энергии на преодоление трения; b_х – коэффициент, характеризующий затраты энергии на вентиляторное действие барабана; v_б – линейная скорость бичей барабана.

а_х=0,85…0,9 Н,

b_х=0,055…0,090 Н.

                 

        (6.3)

Выполнение технологического процесса.

Мощность, затрачиваемая  на выполнение технологического процесса в барабанно-дековом МСУ, равна:

                                

                  (6.4)

где а_т – коэффициент, учитывающий состояние и сорт культуры; b_т – коэффициент учета конструктивных параметров МСУ; [q_ф]_min – приведенная подача массы вороха.

а_т=100…200 Н,

b_т=8…10 Н.

Меньшие значения коэффициентов  соответствуют меньшей влажности W_ст=8…10%, а большие – W_ст=25…30%. С увеличением влажности потребляемая мощность на привод барабана мощность интенсивно возрастает.

Исходя из предыдущих математических зависимостей определим  мощность, требуемую на привод барабана:

                 

                      (6.5)

Подставляем значения в  формулы (6.5)  получим

                                              

Для устойчивой работы комбайна необходимо условие:

Общая мощность, необходимая  для работы комбайна состоит из мощностей  на привод барабана N, остальных рабочих органов N_ро, а также на движение комбайна N_п, т. е.:

                                           

                                            (6.6)

Подставляем значения в  формулы (6.6)  получим

                               

Комбайн должен работать с подачей равной пропускной способности [q_ф]_min с допустимыми по агротехническим требованиям потерями зерна 1,5%. Поэтому мощность комбайна при [q_ф]_min=const.