 |
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)
Ti = 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 – величина перемещения ножа, соответствующая 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
Pj = m нω2 r (1 − x / r);
− для механизма качающейся шайбы
Pj = 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
Pj ≈ 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
Pj max = ± m нω2 r; (7.8)
− для механизма качающейся шайбы
Pj max = ± m н w2 r cos2α; (7.9)
−для механизма Шумахера
Pj 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 Pj 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 uб,(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 / (ηтр ηб), кВт, (7.15)
где P – усилие затрачиваемое комбайном на перекатывание, Н;
ηтр – КПД трансмиссии ходовой части комбайна (ηтр = 0,87);
|
|
|
ηб – коэффициент буксования (ηб = 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, к Н (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. Кленин, Н.И. Сельскохозяйственные мелиоративные машины / Н.И. Кленин, В.А. Сакун. – М.: Колос, 1994. – 567 с.
2. 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.
3. Босой Е.С. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин / Е.С. Босой [и др.]. – М.: Машиностроение, 1978. – 461 с.
4. Сташинский, Р.С. Лабораторные работы / Р.С. Сташинский, Н.Ю. Липский, Т.П. Галимский. – Мн.: БИМСХ, 1986. – 78 с.
5. 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.
6. Новиков, А.В. Методические указания по оформлению курсовых и дипломных проектов / А.В. Новиков, Н.Ю. Липский. – Мн.: БИМСХ, 1983.
7 Липский, Н.Ю. Определение основных параметров настройки зерноуборочного комбайна / Н.Ю. Липский. – Мн.: БГАТУ, 2004.– 12 с.
8 Летошнев, М.Н. Сельскохозяйственные машины: Теория, расчет проектирование и испытание / М.Н. Летошнев. – М.–Л.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1955. – 342 с.
9 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.
|
|
|
10. ГОСТ 2.105 - 95 Единая система конструкторской документации. Ощие требования к текстовым документам. Введен в действие постановлением Госстандарта Республики Беларусь 01.01.1984. Переиздание: май 2004.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Учреждение образования
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет АМФ Специальность 1-74 06 01
«УТВЕРЖДАЮ»
Зав. кафедрой _________________ / /
«____»________200__г.
ЗАДАНИЕ
|
|
|
