Определение основных параметров настройки и производительности зерноуборочного комбайна

5. Построить график высоты стерни  для стеблей, растущих на линии   т'- т' смещенной относительно линии т'- т' на заданное расстояние S'=0.75S=0.75*7.6=5.7 мм.

Поскольку стебли, растущие на линии т'-т'' удалены от противорежущей части на некоторое расстояние S', то их срез возможен только при отклонении к правому или левому пальцу в зависимости от того, которым лезвием сегмента они срезаются, поэтому необходимо определять величину отклонения всех групп стеблей.

Примем, что движение сегмента слева направо - прямой ход ножа и справо налево - обратный.

График высоты стерни на линии m'- m' строится в следующей последовательности:

• стебли растущие на линии а₁ b₁ отклоняются сегментом при прямом ходе к правому пальцу на величину q₂₁ под углом,θ и высоту их среза можно определить аналогично графику среза на линии т - m, т.е. построить прямоугольный треугольник, катеты которого соответственно равны h и q₂₁ , а его гипотенуза равна высоте среза стеблей на участке а₁ b_1.

• таким же образом определить высоту среза на участке b₁ с ₁, при этом учитывая, что стебли в этом случае будут отклоняться под углом θ при обратном ходе ножа, отклоняя их к левому пальцу на величину q₂₂;

•  определить высоту среза стеблей, расположенных на участке cd, которые не попадают непосредственно под лезвие, поэтому спинкой ножа отклоняются вперед по ходу машины до точки d, где захватываются лезвием при прямом ходе, подводятся к пальцу в точке d и срезаются; поэтому для определения высоты среза на этом участке следует разделить его на несколько равных частей, соединив точки деления с точкой d и расстояния от этих точек до точки d представляют величину отклонения соответствующих стеблей, далее высоту среза этих стеблей можно определить аналогично высоте среза на участке cd. После этого стебли опять срезаются при прямом ходе ножа, как на участке аb и циклы повторяются.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6  МОЩНОСТЬ, ЗАТРАЧИВАЕМАЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА КОМБАЙНОМ

 

Для обеспечения работы  комбайна необходимо выполнение условия

N_дв≥ N_к,

где  N_дв - мощность двигателя, кВт;

       N_к  - мощность необходимая на выполнения технологического процесса.

 

Мощность, необходимая для выполнения технологического процесса комбайном

N_к = N_р + N_ма + N_ро  + N_п,

где  N_р -  мощность затрачиваемая на процесс резания;

       N_ма - мощность на привод барабана;

      N_ро - мощность на привод остальных рабочих органов (принимается по

                экспериментальным данным, указанным в таблице 7.1); 

       N_п -  мощность на перемещение комбайна.

     

          6.1. Мощность, необходимая для выполнения процесса резания

N_р = T_max w r=2176,59·63,3·0,0425=5,9 кВт,

где T_max – сила действующая в приводе ножа, Н; T_max=2176,59 Н (из графика               

                 сил действующих на нож режущего  аппарата).

          Во время работы  на нож режущего аппарата действуют силы:

,

где R_cр - среднее значение силы сопротивления срезу стеблей, Н;

  P_j  - сила инерции масс ножа, возникающая за счет переменной скорости

          и ускорения ножа, Н;    

  F - сила трения ножа по пальцевому брусу, вызываемая силой  тяжести.

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

,

 где e - удельная работа, затрачиваемая на срез растений с 1 см² (e = (1...2)10^-2     

            Дж / см² для зерновых культур). Большие значения принимают при

         срезе ржи и пшеницы, а меньшие - для ячменя и овса, e=1·10^-2 Дж/ см²; 

       х_н и х_к - величина перемещения ножа, соответствующая началу и концу резания, м; ; (из графика скоростей резания);

      f_н - площадь нагрузки на лезвие сегмента, см².

         Площадь нагрузки на лезвие  сегмента

                                      =LS=3,7·8,5=31,45см ,

где L - подача, см;

       S - ход ножа, см; S=8,5см. (приложение таблица П1);

          Число сегментов

z = B/t=6000/76=79 принимаем z = 79 ,

где B - ширина захвата жатки, мм; В=6000мм (приложение таблица П1);

       t - ширина сегмента, мм; t=76мм (таблица 6.1).

Для механизма  Шумахера сила инерции выражается формулой:

,

где m_н - масса ножа, кг;

 m_н = m_oB=2,1·6=12,6кг,

где m_o - масса одного погонного метра ножа ( m_o = 2,0..2,2  кг/м);

        ω - угловая скорость кривошипа, рад/с (ω = 63,3 рад/с);

   r - радиус кривошипа,мм (r = S/2=42,5мм);

Максимальное значение силы инерции  будет при x=0 и x=S, т.е.

 

Н

 

Сила трения  F ножа об элементы пальцевого бруса, возникающая от силы тяжести ножа:

F = f G=

,

где G = mg - сила тяжести ножа, определяемая из расчета его длины

          f - коэффициент трения (f= 0,25…0,3), принимаем .

 

По численным  значениям построим график сил, действующих на нож,

T = f (х) в зависимости от перемещения ножа в такой последовательности:

• отложим на графике значение действующих сил P_j, R_cр. и F:

- сила инерции выражается прямой, построенным по данным таблицы 3, причем максимумы абсалютного значения силы P_max соответствуют началу и концу хода ножа S. P_j = 0 при х=r;

- сила сопротивления  срезу R_cр представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс от начала х_н до конца х_к резания;

- сила трения F – линия, параллельная  оси абсцисс;

• определитм суммарную силу сопротивления T в точках  при х = 0,  х = =х_н, х = х_к ,  х = 2r;

• соединим точки линией. По  максимальному значению силы T_max определить мощность, затрачиваемую на работу ножа:

 

                      

6.2. Мощность, необходимая для привода молотильного барабана, затрачивается на преодоление сопротивлений от взаимодействия бичей с растительной массой (Nо) и на холостой ход (Nх):

 

Nма = Nо + Nх = 46 + 3,9 = 40,9 кВт.

Nо = (aТ + bТ[qmin]ф)[qmin]ф · uб = (120 + 10·6,61) ·6,61·36,79 = 45,3кВт,

где aТ и bТ – экспериментально установленные коэффициенты, зависящие от

           состояния и сорта культуры и конструктивных параметров моло-

         тильного устройства (для барабанно-декового аппарата  aТ = 100-  

          200 Н·(кг/с)ֿ¹ и bТ = 8-10 Н·(кг/с)ֿ²);

       [qmin]ф – секундная подача массы, кг/с.

       

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

          Мощность  на холостой ход Nх затрачивается на преодоление трения в опорах и сопротивление воздуха:

Nх = aх·uб + bх·u³б = 2,465·36,79 + 0,070·36,79³ = 3,6 кВт ,

где aх – коэффициент сил трения; для бильных барабанов aх = 0,85-0,90 Н на 

             каждые 100 кг массы барабана (масса КЗС-7 - 290 кг);

      bх – коэффициент, зависящий от плотности воздуха, формы и размера

             вращающихся частей барабана; для  бильных барабанов стандартного

             типа bх = 0,055-0,090 Нс²/м².

 

          7.3.  Мощность, необходимая на передвижение комбайна:

Nп = 10ֿ³·P·Vм/ (ηтр·ηб) = 10^-3·16833,96·0,75/(0,87·0,98) = 14,81 кВт ,

где P – сопротивление комбайна на перекатывание, Н;

      ηтр – КПД трансмиссии ходовой части комбайна (ηтр = 0,8);

       ηб – коэффициент буксования (ηб = 0,95…0,98).

         Сопротивление комбайна на перекатывание находят по формуле:

P = G_к(f ± i/100) = 153,04(0,09 + 2/100) = 16,83 кН ,

 где f – коэффициен сопротивления качению (f = 0,07-0,09 – стерня после

            уборки зерновых);

      Gк = mк·g = 15,6·9,8 = 15,3кН – сила тяжести комбайна, кН(таблица 7.1);

       i – уклон поля,% (принимаем i = 2%).

        

 Массу  комбайна определим по зависимости:

m_к = m_э + ∆m=11,60+4=15,6т ,

где m_э – эксплуатационная масса комбайна, т; m_э= 11,60 т (таблица 7.1);

      ∆m - масса технологического материала, находящегося в бункере и                             

              копнителе комбайна, т; ∆m=5т (таблица 7.1).

 

Мощность, необходимая для выполнения технологического процесса комбайном:

 

N_т = N_р + N_ма + N_ро  +  N_п  = 5,9 + 48,9 + 30 + 14,81 = 99,61 кВт.

 

       

  Вывод: Сравнивая расчетную мощность комбайна на выполнение технологического процесса с мощностью двигателя комбайна видим, что условие обеспечения работы  комбайна (N_дв≥ N_к ) выполняется:

132 кВт > 99,61 кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В данном курсовом проекте определены основные параметры  настройки и производительности зерноуборочного комбайна КЗС-7 для уборки ржи урожайностью 54 ц/га.

Технологическая модель комбайна вычерчена на формате  А1 с указанием определенных основных параметров рабочих органов заданной марки комбайна.

Применение  данного проекта позволяет снизить  потери урожая при уборке сельскохозяйственной культуры, а так же:

- увеличить  производительность работы комбайна, что дает возможность уборки  сельскохозяйственной культуры  в кратчайшие сроки;

     - снизить окупаемость  затрат;

- эффективно  использовать внутренние ресурсы  и резервы;

- повышает  конкурентоспособность выпускаемой  продукции;

- снижает  изнашиваемость сельскохозяйственной  техники.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Ходосевич В.И., Радишевский Г.А.и другие Определение основных параметров настройки и производительности зерноуборочного комбайна. – Мн.: БГАТУ, 2007.

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

3. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные мелиоративные машины. – М. «Колос», 1994.

4. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машин. Элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров.   – М. Колос, 1980

            5. Босой Е.С. и др. Теория, конструкция  и расчет сельскохозяйственных машин. – М. Машиностроение, 1978.

           6. Сташинский Р.С., Липский Н.Ю., Галимский Т.П. Лабораторные работы –Мн. БИМСХ, 1986.

             7. Практикум по сельскохозяйственным  машинам. Для с.-х вузов по  спец. «Механизация сел. хоз-ва»/  И.Р. Размыслович, Р.С. Сташинский, В.И. Ходосевич и др. – Мн. Ураджай, 1997.

8. Липский Н.Ю. Определение основных параметров настройки          зерноуборочного комбайна. – Мн. БГАТУ, 2004.

  9. Летошнев  М.Н. Сельскохозяйственные машины. Теория, расчет проектирование и  испытание –  Государственное  издательство сельскохозяйственной литературы, Москва 1955 Ленинград

10. Турбин  Б.Г.  и др. Сельскохозяйственные машины. Теория, конструкция и расчет  – М. Государственное научно-техническое издательство  машиностроительной литературы, Москва 1963 Ленинград.