Определение основных параметров настройки и производительности зерноуборочного комбайна

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО  ХОЗЯЙСТВА

И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

Учреждение образования

Белорусский государственный аграрный технический университет

 

Кафедра "Сельскохозяйственные машины"

 

 

 

 

Курсовая работа

 

"Определение  основных параметров настройки  и

производительности  зерноуборочного комбайна"

 

 

 

 

 

 

 

 

                                       Выполнил: студент 4 курса 21 МПТ группы

                       Дризгалович Д.И.

                                             Принял: Ходосевич В.И.

 

 

 

 

Минск 2010

РЕФЕРАТ

 

          Пояснительная записка содержит 32 страницы; в том числе 3 таблицы, 1 листа формата А1, 1 лист А2, 4 листа формата А3.

В курсовой работе представлен расчёт основных рабочих органов зерноуборочного комбайна, разработаны схемы работы мотовила, режущего аппарата, соломотряса и общая схема зерноуборочного комбайна.

КЛЮЧЕВЫЕ  СЛОВА: мотовило, режущий аппарат, соломотряс, комбайн, срез, хлебная масса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

      ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………..6

   1  АНАЛИЗ СТРУКТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ  СХЕМЫ РАБОЧЕГО

       ПРОЦЕССА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО  КОМБАЙНА………………………..7

 

   2  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ 

       МОЛОТИЛЬНОГО АППАРАТА………………………………….………...8

 

   3  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ  СПОСОБНОСТИ 

       СОЛОМОТРЯСА И ОЧИСТКИ……………………………………..……..10

 

   4  ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ  ПАРАМЕТРОВ МОТОВИЛА..16

 

   5  АНАЛИЗ РАБОТЫ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА…………………….…….22

 

   6  МОЩНОСТЬ, ЗАТРАЧИВАЕМАЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ

       ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА КОМБАЙНОМ……………….…27

 

       ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………..31

       СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………….…32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

На современном этапе экономического и социального развития наступила огромная роль ускорения темпов научно-технического прогресса и повышения эффективности производства во всех областях народного хозяйства.

Главной задачей агропромышленного комплекса  является достижение устойчивого роста  сельскохозяйственного производства, надёжное обеспечение РБ продуктами питания и сельскохозяйственным сырьём.

Обеспечение дальнейшего подъёма сельского  хозяйства определяется использованием возросшего экономического потенциала РБ, крупных капитальных вложений в сельское хозяйство, обеспечение его высококачественными машинами и орудиями производства, строительными материалами, оборудованием и так далее.

Машины  для сельского хозяйства нашей  республики создаются и применяются в соответствии с системой для комплексной механизации.

Дальнейшее  совершенствование и техническое  переоснащение отрасли требует  более качественной профессиональной подготовки инженерно-технических  специалистов для села. Современный  инженер-механик должен не только хорошо знать устройство и процесс работы машин и оборудования, но также  обладать определенным экономическим  и технологическим багажом и видением перспективы применения новой техники для снижения затрат ресурсов и себестоимости продукции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           1 АНАЛИЗ СТРУКТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

            РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО

                                             КОМБАЙНА

 

Хлебная масса с поля поступает на рабочие органы зерноуборочного комбайна, производительность которых должна быть согласована между собой. Однако, изменение условий уборки (влажности, урожайности, соотношения зерна и соломы и др.) неодинаково влияет на производительность

каждого рабочего органа (мотовила, режущего аппарата, молотильного аппарата, соломотряса, очистки и др.) и поэтому необходимо согласовать при  соблюдении агротехнических требований.

В секунду  с поля на рабочие органы жатки поступает хлебная масса q_хм (секундная подача, кг/с), которая передается в молотильный аппарат (МА). За счет удара бичей барабана и протаскивания массы в зазор между барабаном и подбарабаньем происходит обмолот зерна и первый этап разделения хлебной массы q_{хм ма} на мелкий ворох, просеваемый через решетку подбарабанья [q_{мв оч}]_ф поступающий на очистку («О») и грубый ворох [q_{гв c}]_ф ( солома и непросеянное через подбарабанье зерно и полова). поступает на соломотряс («С»). На соломотрясе выделенное зерно (q_зc) поступает на очистку.

В сумме  на очистку поступает

[q_оч]_ф = [q_{мв оч}]_ф +  [q_зс].

На очистке  из поступающей массы выделяется зерно (q_з), которое поступает в бункер. Чистота зерна, поступающего в бункер с очистки, должна быть не менее 95%.

При выполнении технологического процесса часть зерна теряется.

          Суммарные потери

∑p= p_ж+p_ма+p_с+p_о ,

где    ∑p – суммарные потери при выполнении технологического процесса;

           p_ж – потери за жаткой (p_ж ≤ 1%);

 p_ма – потери за молотильной аппарат (p_ма ≤ 0,3-0,5%);

 p_{с    -}   потери за соломотрясом (p_с  ≤ 0,5%);

 p_о - потери за очисткой (p_о ≤ 0,3%).

Суммарные потери за комбайном не должны превышать 1,5 %.

Из рабочих  органов зерноуборочного комбайна наиболее производительными являются мотовило и режущий аппарат, а пропускная способность (секундная подача) и следовательно производительность молотильного аппарата зависит от параметров и режимов работы соломотряса и очистки. Если один из рабочих органов будет перегружен, то технологический процесс комбайном не будет выполняться в соответствии с агротехническими показателями.

Целью анализа процесса выполнения технологического комбайна является определение пропускной способности рабочих органов при допустимых потерях. По наименьшей из них [q_ф]_мin определяется производительность комбайна и рабочая скорость.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

МОЛОТИЛЬНОГО АППАРАТА

 

Работа рабочих органов молотильного аппарата определяется следующими входными параметрами (исходными данными):

Q –– урожайность зерна, ц/га (Q=54ц/га);

β –– содержание  соломы в хлебной массе, (β=0,63);

w –– абсолютная влажность хлебной массы, % (w=18%);

L_ср –– средняя высота хлебостоя, м(L_ср=0,56м); 

σ –– коэффициент использования номинальной пропускной способности комбайна(σ=1).

Абсолютная  влажность хлебной массы при уборке находится в пределах w =14…26 % (нормальная –14…15%, средняя 16…17%, высокая 18…26%). По высоте хлебостой подразделяют на нормальный  L_ср = 0,4…0,8 м , короткостебельный –– L_ср ≤ 0,4 м и длинностебельный –– L_ср ≥ 0,8 м .

Номинальная пропускная способность молотильного аппарата зерноуборочных комбайнов СК-5А составляет q_o = 4…5 кг/с , «Дон -1200» ––

q_o = 6…7 кг/с, «Дон-1500» –– q_o = 8…10 кг/с, КЗС-7 –– q_o = 7…8 кг/с, «Лида-1300» –– q_o = 7,5…8,4 кг/c .

Соотношение  зерна и незерновой части оценивается коэффициентом соломистости

,

где  m_с –– масса незерновой части срезанных стеблей;

m_з –– масса зерна;

Коэффициент соломистости  β убираемых культур изменяется в широких пределах: он больше для длинностебельных малоурожайных и меньше для короткостебельных высокоурожайных. Средние значения β для пшеницы : для пшеницы – 0,5...0,6; ржи – 0,65...0,75; ячменя и овса – 0,48...0,52.

       Принимаем β=0,70.

       Cодержание зерна в хлебной массе оценивается коэффициентом δ

.

       Между приведенными  коэффициентами существует простая  связь:

δ = 1-β

δ = 1-0,70=0,30.

        В условиях, отличных от номинальных, пропускная способность q_ф зависит от соотношения зерна и не зерновой части хлебной массы.

       С увеличением содержания зерна в хлебной массе фактическая подача q_ф увеличивается, и наоборот. Когда δ_о = δ, то  q_ф  и  q_н равны. При δ > δ_о подача q_ф превышает номинальную.

       Фактическая подача   q_ф      зависит также от вида, засоренности, влажности культуры и других показателей. Влияние указанных факторов учитывается коэффициентом использования номинальной пропускной способности σ.

Коэффициентом использования номинальной пропускной способности молотилки σ уменьшается с увеличением засоренности и влажности (w>20%) хлебной массы. Численное значение коэффициента σ изменяется от 0,25 до 1,5 в зависимости от урожайности (для пшеницы σ = 0,5 при урожайности 19,0 ц/га, σ = 1,0 – при 39,6ц/га и σ = 1,5 – при 79,2 ц/га). При этом чем больше масса 1000 зерен, тем выше значение σ.  

Допустимая  подача хлебной массы в молотильный  аппарат при номинальной пропускной  способности комбайна и эталонной соломистости определяется по формуле:

                                                       ,                                      

где Z –– число бичей, шт.;

     L_б –– длина барабана, м;

      q_o –– допустимая удельная нагрузка, кг/м

                                 

          Допустимая удельная нагрузка на единицу длины бича q_o для комбайна СК-5А –– 0,35...0,5 кг/м.с, типа «Дон», КЗС-7, «Лида – 1300» -  

0,6 ...0,7 кг/м·с при влажности 14…20%. Меньшие значения принимаются для длинностебельного хлебостоя, большие – для короткостебельного.

При выборе значения q_о необходимо учитывать урожайность, соломистость и влажность. Большие значения следует принимать при большем содержании зерна δ (меньшем β) в хлебной массе  и меньшей влажности w (%),     и наоборот, а также, что более легко обмолачиваются пшеница и рожь и более трудно ––ячмень.

Так как  в молотильный аппарат поступает  хлебная масса с показателями, отличными от эталонных при номинальной пропускной способности комбайна, то фактическая пропускная способность молотильного аппарата определится по выражению:

,

где   ψ – коэффициент засоренности (ψ = mМ/mВ – отношение массы мякины к массе вороха, поступающего на очистку, ψ = 0,11…0,18);

         β – фактическое (заданное) значение коэффициента соломистости;

         β0 – эталонное значение коэффициента соломистости (при проектировании молотилок зерноуборочных комбайнов и оценке их работы принимают β0 = 0,60).

Принятое значение фактической пропускной способности молотильного аппарата сравниваем с пропускной способностью, определенной с учетом загрузки соломотряса и очистки.

Поскольку [qМА]Ф  < [q],  то все дальнейшие расчеты выполняем по [qМА]Ф = 6,96 кг/с.

 

 

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

СОЛОМОТРЯСА И ОЧИСТКИ

 

     Назначение соломотряса –– выделить зерно, которое и поступает вместе с соломой и половой на соломоотделитель. В комбайнах с классической схемой молотильно-сепарирующего устройства наиболее распространены клавишные соломотрясы. Они подбрасывают, вспушивают и растаскивают ворох, а также транспортируют солому к соломонабивателю или измельчителю. Клавишные соломотрясы бывают с четырьмя или пятью клавишами. Корпус  клавиши шарнирно соединен с двумя коленчатыми валами одинакового радиуса колен (r_c). Валы и клавиши образуют четырехзвенный параллелограммный механизм. Каждая точка клавиши совершает плоскопараллельное движение по окружности радиуса r_c. Колена валов двух соседних клавиш смещены на некоторый угол, который зависит от их количества.

Выделение зерна из вороха происходит за счет просеивания зерна через пространственную решетку соломы и жалюзийные решетки клавиши и характеризуется коэффициентом сепарации m (отношением количества зерна просеянного на определенном участке соломотряса к количеству поступившего на этот участок зерна). Коэффициент m для данных условий величина постоянная и в основном зависит от толщины слоя соломы перемещаемого по соломотрясу, которая в свою очередь зависит от подачи соломы, размеров соломотряса и средней скорости перемещения соломы по клавишам.

 Режим работы соломотряса принято оценивать показателем кинематического режима

.

От показателя  k зависит амплитуда встряхивания и скорость движения вороха V_ср  вдоль клавиши. С повышением скорости уменьшается толщина слоя соломы и сокращается время пребывания ее на соломотрясе. При уменьшении толщины слоя соломы сепарация увеличивается.