Расчет параметров рабочих органов и построение схемы зерноуборочного комбайна

 

Допустимая пропускная [q_оч]_ф способность комбайна по очистке грубого и мелкого вороха (максимально допустимая подача хлебной массы в молотилку с учетом пропускной способности очистки)

 

                                                  (3.16)

 

где k_о – коэффициент, характеризующий работу молотильного устройства и соломотряса в зависимости от влажности (при влажности w = 14%  k_о=1, выше w = 15%   k_о = 0,8…0,9).

 

 

 

Сравнить фактическую  пропускную способность комбайна по молотильному аппарату [q_ма]_ф, соломотрясу [q_с]_ф и очистке [q_оч]_ф  и выбрать из них меньшее значение, приняв как [q]_{ф min}. Принимаем   [q]_{ф min}=4,42.

По выбранной фактической минимальной  пропускной способности комбайна определить рабочую скорость машины с учетом предварительно выбранной ширины B захвата жатки

 

                                                                            _(3.17)

 

где   Q- урожайность зерна, Q =51ц/га;

         В- ширина  захвата жатки, В =3,6 м.

Ширина жатки выбирается с учетом агротехнически допустимой скорости движения комбайна ( ).

 

Определяем производительность W(га/ч) за 1 час чистой работы комбайна:

                                             _(3.18)

 

 

 

 

4. ПАРАМЕТЫ НАСТРОЙКИ МОТОВИЛА В                      ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОСТОЯНИЯ ХЛЕБОСТОЯ

 

Мотовило предназначено  для подвода стеблей к режущему аппарату, удержания их в период среза и подачи к транспортирующим устройствам жатки.

Качество работы мотовила зависит  от радиуса R, высоты H расположения оси мотовила над режущим аппаратом, выноса C' оси по отношению к режущему аппарату и показателя  кинематического режима l.

Среднее значение показателя l_ср кинематического режима  определяется отношением окружной скорости планки мотовила к поступательной скорости машины

                                                 λ_ср = ω_м R / V_м.    (4.1)

Для определения параметров мотовила необходимо определить:

Показатель кинематического режима

 

                                                                        (4.2)

 

где  l_ср – длина срезаемой части стебля, м;

                   R – радиус мотовила, м (см. техническую характеристику комбайна).

Длина срезаемой части  стебля

                                                                l_ср = L_ср – h_ср,            (4.3)

 

где  L_ср – высота хлебостоя, L_ср=0,84 м;

           h_ср –– высота среза, h_ср=0,15 м.

 

l_ср = 0,84 – 0,15=0,69 м.

 

Значение показателя кинематического режима в зависимости  от предельных значений длин срезаемой части

 

                                                                        (4.4)

                                       

 

где l_{ср max} – максимальная длина срезаемой части стебля, м;

          l_{ср min} – минимальная длина срезаемой части стебля, м.

Максимальная и минимальная  длина срезаемой части стебля

 

                                                    l_{ср max} = L_max – h_min, м;                        (4.5)

                                             l_{ср min} = L_min – h_mаx, м,                           

где L_max, L_min – соответственно максимальная и минимальная высота стеблестоя, м;

          h_mаx, h_min – соответственно максимальная и минимальная высота среза хлебостоя, м.

                                    L_max = L_ср + ∆L_ср=0,84+0,25=1,09 м;                         (4.6)

 L_min = L_ср – ∆ L_ср=0,84-0,25=0,59 м,

               h_mаx = h_ср + ∆ h_ср=0,15+0,05=0,2 м;  

                h_min = h_ср – ∆h_ср=0,15-0,05=0,1 м,  

 

                l_{ср max} = L_max – h_min=1,09-0,1=0,99 м;

                l_{ср min} = L_min – h_mаx=0,55-0,2=0,39 м,

 

                          

                                 

Максимально допустимое значение показателя кинематического режима из условия невымолота зерна из колоса планкой мотовила в момент взаимодействия ее с колосом и сравнить предельно допустимое значение показателя кинематического режима l_пр при принятой скорости комбайна со значением l_max.

                                                                               (4.7)

 

где V_у – допустимая скорость удара планки мотовила, м/с;

       V_м – скорость  машины.

                                       

Определяем переделы варьирования вращения вала мотовила с учетом полученных значений кинематического режима :

 

                                          _(4.8)

                          

 

 

Пределы регулирования  частоты вращения мотовила по технической  характеристике:

_{Таким образом, полученные значения находятся в заданных приделах, и возможность регулировки частоты мотовила существует в заданных пределах.}

_{Средняя высота установки мотовила над режущим аппаратом}

 

                                     (4.9)

 

Определяем пределы  установки оси мотовила относительно режущего аппарата по высоте:

                         _(4.10)

Величина перемещения  оси мотовила над режущим аппаратом  по вертикали, которую должен обеспечить механизм

                                  ∆H = H_max – H_min=0,994-0,42=0,373 м.       (4.11) 

     Построить траекторию перемещения конца планки мотовила для показателей L_ср, h_ср и l_ср .

− в выбранном масштабе вычертить  окружность с радиусом R мотовила и разделить ее на 12 равных частей и обозначив точки 1, 2, 3 …12;

− определить путь, пройденный комбайном  за время одного оборота мотовила:

                                                         _(4.12)

− разделить S₀ на 12 равных частей и обозначить точки 1', 2', 3'…12';

− из точек 0, 1, 2, 3 …12' провести прямые линии параллельно направлению движения оси мотовила, а из точек 0, 1', 2', 3'…12' радиусом R сделать засечки на соответствующих прямых, проведенных через точки 0, 1, 2, 3 …12;

− полученные методом засечек точки 0, 1'', 2'', 3''…12'' соединить плавной кривой, которая и будет представлять траекторию (трохоиду) перемещения планки мотовила.

Графически определить теоретическую ширину b полосы стеблей, срезаемых под воздействием планки и вынос С' оси мотовила относительно режущего аппарата. Для этого необходимо:

− провести линию, представляющую поверхность поля, на расстоянии  
Н_ср + h_ср от линии перемещения оси мотовила;

− определить положение стебля в момент входа планки мотовила в хлебостой, для чего провести касательную к петле трохоиды, обозначить точку  m и от нее отложить  величину ma, равную длине стебля L_cр;

− из точки m радиусом, равным L_ср, провести дугу до пересечения со второй ветвью петли трохоиды в точке d, которая соответствует выходу планки из стеблестоя.

На полученной схеме  определить и обозначить следующие  значения:

– теоретическую ширину b полосы стеблей, срезаемых при воздействии планки ;

– максимальный вынос  оси мотовила по горизонтали C_max относительно режущего аппарата, для чего из точки d радиусом R выполнить засечку на линии движения оси мотовила (точка d ') и замерить расстояние по горизонтали между точками d^¢ и e (точка е – положение режущего аппарата в момент выхода планки из стеблестоя в точке d);

– расстояние С¢ равно проекции отрезка dd^¢ (радиуса R мотовила) на горизонталь.

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.

                                                                                            _(4.13)

Определяем шаг мотовила:

                                                    _(4.14)

где z - число планок мотовила.

       e-коэффициент, учитывающий взаимодействия стеблей (1,0…1,7)   Принимаем e=1,5,

Коэффициент воздействия мотовила на стеблестой с учетом выноса оси мотовила (С')

                             _(4.15)

 

  

Коэффициент воздействия  мотовила на стеблестой из условия  максимального выноса оси мотовила:

Исследуя зависимость (4.15) на экстремум, получим

                                             (4.16)

Подставив в выражение (4.15), получим аналитическое выражение определения h  при максимальном выносе оси мотовила

 

                         (4.17)

Коэффициент воздействия  мотовила на стеблестой С¢= 0

 

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

                                                        (4.18)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. АНАЛИЗ РАБОТЫ РЕЖУЩЕГО  АППАРАТА

Цель анализа –  изучить процесс резания стеблей режущими аппаратами с различными типами механизмов привода. Для этого необходимо:

1) Установить закономерности  изменения скорости перемещения  сегмента режущего аппарата;

2) Определить рабочие  скорости резания хлебной массы  лезвием сегмента и сравнить с допустимой;

3) Построить графики  траекторий перемещения сегментов  режущих аппаратов и графики  пробега активной части лезвия;

4) Построить диаграммы  высоты стерни для стеблей,  расположенных: 

− по линии m – m − у кромки противорежущей пластины пальца (рисунок 6.4); 

Современные зерноуборочные комбайны снабжены однопробежными режущими аппаратами нормального резания  с одинарным ходом ножа, у которых шаг сегментов t и шаг пальцев t_о равны между собой, т. е.  t = t_o = 76,2 мм.         При этом ход S ножа равен

                                                      S = k t = k t₀,                                   (5.1)

где  k = 1,115 – для комбайнов КЗС - 7 и «ЛИДА-1300»;

S =83 мм.

Скорость перемещения  ножа

                                                                                  (5.2)

Определение скорости  начала и конца резания (рисунок 6.10[1]):

− на расстоянии t = t_o = 76,2 мм провести осевые линии перемещения двух соседних пальцев режущего аппарата и отметить ширину противорежущей пластины;

− определить величину смещения осей симметрии сегментов относи-

 

 

 

тельно осей симметрии  пальцев

                       ∆S = (S − t) / 2 = (83 − 76) / 2 = 3,5 мм;                        (5.3)

− провести оси симметрии  сегментов) и вычертить сегменты согласно данным таблицы 6.1[1];

− обозначить режущие  кромки AB и A₃B₃ сегментов;

− провести ось ординат С_y .

Закономерность изменения  скорости перемещения ножа с механизмом Шумахера отличается от закономерностей  рассмотренных выше  приводов. Изменение скорости перемещения ножа с механизмом  Шумахера происходит по трапеции, скорость ножа в пределах среза стеблей по величине постоянна.

В связи с отсутствием  информации по теории движения ножа с  применением механизма Шумахера, в первом приближении высоту (ординату y_ш) трапеции следует определять  исходя из допустимой скорости резания

                                                                                           (5.4)

Частота вращения ведущего вала механизма 

                                                                                     (5.5)

где  – частота вращения ведущего вала механизма (приложение В[1]).

 

([V_р] = 1,5…3,0 м/c) для зерновых культур и с учетом частоты вращения ведущего вала механизма привода режущего аппарата для комбайнов КЗС - 7 и «ЛИДА - 1300». Принимаем Vp=2 м/с.