На выполнение технологического процесса

 

Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия:

N _дв ≥ N _т , (7.1)

где N _дв – мощность двигателя, кВт;

N _т – мощность, необходимая для выполнения технологического процесса, кВт.

Мощность, необходимая для выполнения технологического процесса комбайном [6],

N _т = N _р + N _ма + N _ро + N _п, (7.2)

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 (принимать из таблицы 7.1), кВт;

N _п – мощность на перемещение комбайна, кВт.

7.1 Мощность, необходимая для выполнения процесса резания,

N _р = T _maxw r, (7.3)

где T _max – максимальная сила, действующая в приводе ножа, Н;

w − угловая частота вращения ведущего вала привода, 1/с;

r − радиус кривошипа механизма привода ножа, м.

В процессе резания на нож режущего аппарата действуют силы (рисунок 7.1)

T_i = R _cр + P _ji + F,(7.4)

где R _cр – среднее значение силы сопротивления срезу стеблей, Н;

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

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

Рисунок 7.1 – Силы, действующие в приводе ножа режущего аппарата

 

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

R _cр = (ε f _н z) / (x _к − x _н), (7.5)

где e – удельная работа, затрачиваемая на срез растений с 1 см² (e = (1…2) × × 10^-2 Дж/см² для зерновых культур). Большие значения необходимо принимать при срезе ржи и пшеницы, а меньшие – для ячменя и овса;

f _н– площадь нагрузки на лезвие сегмента, см²;

х _н и х _к – величины перемещения ножа, соответствующие началу и концу резания (рисунки 6.2; 6.6 и 6.10), м.

Площадь нагрузки на лезвие сегмента

f _н = L S, (7.6)

где L – подача, см;

S – ход ножа, см.

Число сегментов

z = B / t, (7.7)

 

где B – ширина захвата жатки, м;

t – ширина сегмента, м.

 

7.1.2 Сила инерции

− для кривошипно-шатунного механизма

 

P_j = m _нω² r (1 − x / r);

 

− для механизма качающейся шайбы

 

P_j = ν m _нω² r (1 − x / r),

 

где ν – параметр, как функция перемещения от х,

ν = {(1 − x ² / r ² sin²α) [1− (3 x ² / r ² − 2) sin²α]} / cosα;

−для механизма Шумахера

P_j ≈ m _нω² r (1 − x / r),

где m _н – масса ножа, кг;

ω – угловая частота вращения ведущего вала привода (по технической характеристике комбайна), с^-1;

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

α − угол наклона шайбы к оси вала (комбайн типа «ДОН» - α = 18°).

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

− для кривошипно-шатунного механизма

P_{j max} = ± m _нω² r; (7.8)

− для механизма качающейся шайбы

P_{j max} = ± m _н w² r cos²α; (7.9)

−для механизма Шумахера

P_{j max} ≈ ± m _нω² r, (7.10)

 

где m _н− общая масса ножа (m _н= m _o B), кг;

m ₀ − масса одного погонного метра ножа (m _o = 2,0…2,2 кг/м).

7.1.4 Сила трения

F = f G, (7.11)

где G = m _н g – сила тяжести ножа, определяемая из расчета его длины;

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

7.1.4 По результатам расчетов построить графики изменения сил R _cр, P _j и F сопротивления, действующих на нож (рисунок 7.2):

– 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 при кривошипно-шатунном механизме и механизме качающейся шайбы графически изменяется по наклонной прямой с экстремумами [соответственно (7.8) и (7.9)] в начале (x = 0, точка H) и конце (x = S, точка L) хода ножа; при x = S / 2 (точка М) сила инерции для обоих механизмов равна 0 (рисунок 7.2);

Рисунок 7.2 – Закономерность изменения сил, действующих

на нож режущего аппарата с приводом для комбайнов типа «Нива» и «Дон»

 

–сила P_j инерции для механизма Шумахера графически изменяется по ломаной HMKL прямой, характер которой определяется координатами х ₁при V _р = const (рисунок 7.3);

– максимальное значение (в точках H и L) силы инерции для механизма Шумахера определяется по выражению (7.10);

– на отрезке MK сила инерции для механизма Шумахера равна 0 (рисунок 7.3);

– координаты х ₁ взять из рисунка 6.10;

Рисунок 7.2 – Закономерность изменения сил, действующих

на нож с приводом Шумахера

 

– сила F трения графически (рисунки 7.2 или 7.3) отображается линией, параллельной оси абсцисс.

Рисунок 7.3 – Схема для определения скорости резания

с приводом Шумахера

 

По максимальной суммарной силе T _max (рисунки 7.2 или 7.3) для соответствующих типов приводов режущего аппарата определить мощность, затрачиваемую на преодоление сил сопротивления резанию.

7.2 Мощность, необходимая для обмолота (N _о) и на холостой ход (N _x):

N _ма = N _о + N _x. (7.12)

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

N ₀ = { a _т + b _т [ q _min]_ф} [ q _min]_ф u_б,(7.13)

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).

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

7.2.2 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,(7.14)

где а _х – коэффициент сил трения (для бильных барабанов а _х = 0,85…0,90 Н на каждые 100 кг массы барабана (масса СК-5 – 250 кг; «ДОН-1500» – 370 кг; «ДОН-1200» и КЗС-7 – 290 кг; «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).

7.3 Мощность, необходимая для передвижения комбайна,

N _п = 10^-3 P V _м / (η_тр η_б), кВт, (7.15)

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), (7.16)

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

G _к = m _к g – сила тяжести комбайна, кН (приложение А);

i – уклон поля, %.

Масса m _к комбайна

m _к = m _э + ∆ m,(7.17)

где m _э – эксплутационная масса комбайна, т;

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

7.4 Мощность N _ро затрачиваемая на привод остальных рабочих органов (приложение А).

7.5 Общая потребляемая комбайном мощность на выполнение технологического процесса

N _т = N _р + N _ма + N _ро + N _п.

 

7.6 Сравнить расчетную потребляемую мощность с мощностью двигателя комбайна и дать заключение.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛитературЫ

 

1. ГОСТ 2.105–95 Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам: межгосударственный стандарт/ Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. – Введ. 01.01.1997; Взамен ГОСТ 2.105–79; Взамен ГОСТ 2.906–71. – Минск: Госстандарт, 2004. – 85 с.

2. Босой, Е. С. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин / Е.С. Босой [и др.]. – М.: Машиностроение, 1978. – 461 с.

3. Кленин, Н. И. Сельскохозяйственные мелиоративные машины / Н. И. Кленин, В. А. Сакун. – М.: Колос, 1994. – 567 с.

4. Кленин, Н. И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: Элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров / Н. И. Кленин, В. А. Сакун. – М.: Колос, 1980. – 342 с.

5. Летошнев, М. Н. Сельскохозяйственные машины: Теория, расчет проектирование и испытание / М. Н. Летошнев. – М.–Л.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1955. – 342 с.

6. Липский, Н. Ю. Определение основных параметров настройки зерноуборочного комбайна / Н. Ю. Липский. – Мн.: БГАТУ, 2004.– 12 с.

7. Новиков, А. В. Методические указания по оформлению курсовых и дипломных проектов / А. В. Новиков, Н. Ю. Липский. – Мн.: БИМСХ, 1983.

8. Размыслович, И. Р. Практикум по сельскохозяйственным машинам: для с.-х. вузов по спец. «Механизация сельск. хоз-ва» / И. Р. Размыслович [и др.]. – Мн.: Ураджай, 1997. – 381 с.

9. Сташинский, Р. С. Лабораторные работы / Р. С. Сташинский, Н. Ю. Липский, Т. П. Галимский. – Мн.: БИМСХ, 1986. – 78 с.

10. Турбин, Б. Г. Сельскохозяйственные машины: Теория, конструкция и расчет / Б. Г. Турбин [и др. ]. – М.–Л.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1963. – 572 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет АМФ Специальность 1-74 06 01

 

«УТВЕРЖДАЮ»

Зав. кафедрой _________________ / /

«____»________200__г.

 

ЗАДАНИЕ

На курсовое проектирование

 

Студенту _________________

1. Тема проекта: «Определить основные параметры настройки рабочих органов и производительности зерноуборочного комбайна от условий эксплуатации».

2. Сроки сдачи студентом законченного проекта «___»___________200___ г.

3. Исходные данные к проекту: Марка зерноуборочного комбайна______; Убираемая культура______; урожайность зерна______ц/га; коэф. соломистости хлебной массы______; абсолютная влажность хлебной массы______%; коэф.использования пропускной способности молотильного аппарата_______; допустимая удельная нагрузка на единицу длины бича_____кг/м·с; коэф. сепарации зерна декой _______; средняя высота хлебостоя______м; отклонение средней высота хлебостоя____м; средняя высота среза хлебной массы_____м; отклонение средней высоты среза хлебной массы_____м; радиус мотовила______м; угол наклона соломотряса____град.; частота вращения коленчатого вала соломотряса______мин ^-1; радиус коленчатого вала соломотряса_______м; показатель кинематического режима работы соломотряса_______.

4. Литература, ГОСТы и другие нормативные материалы ____________________

5.Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов): Введение. 1. Анализ показателей технологического процесса зерноуборочного комбайна. 2. Определение пропускной способности молотильного аппарата, соломотряса, очистки и поступательной скорости комбайна. 3. Параметры настройки мотовила в зависимости от состояния хлебостоя. 4. Анализ работы режущего аппарата.5. Мощность, затрачиваемая комбайном на выполнение технологического процесса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

ПРИЛОЖЕНИЯ.

6. Перечень графических материалов: 1. Алгоритм расчета производительности зерноуборочного комбайна для заданных условий уборки − А₄ 2. Схема для определения показателей работы мотовила − А₃ . 3. Схема к определению перемещения соломы по соломотрясу − А₃. 4. Графическое определение скорости резания − А₄. 5. Построение траектории перемещения сегмента ножа режущего аппарата − А₄. 6. Построение графика пробега активной части лезвия сегмента и диаграммы высоты стерни − А₂. 7. Структурная схема технологического процесса зерноуборочного комбайна − А₄. 8. Схема технологического процесса зерноуборочного комбайна − А₂.

 

Дата выдачи задания_______200__ г Руководитель_______/___________________ /

 

Задание принял к исполнению (дата)___________(Подпись студента)____________

Примечание. Это задание прилагается к законченному проекту и вместе с проектом представляется при сдаче проекта.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б