Задание для выполнения лабораторной работы

Вопросы входного контроля

1. Назвать принципы среза растений.

2. Перечислить типы режущих аппаратов подпорного резания и их конструктивные особенности.

3. В чем отличие режущего аппарата валковых жаток от режущего аппарата самоходных зерновых комбайнов «Нива и Дон-1500»?

4. Назвать наиболее изнашиваемые части сегментно-пальцевого режущего аппарата.

5. Перечислить основные детали сегментно-пальцевого режущего аппарата.

6. Перечислить регулировки сегментно-пальцевого режущего аппарата.

7. Дать понятие режущей пары, пояснить процесс ее работы и отметить места износа.

8. Перечислить основные параметры режущего аппарата.

9. Дать понятие дезаксиала привода ножа.

10. Перечислить механизмы привода ножа и их конструктивные особенности.

11. Объяснить назначение перовидного отростка у пальца.

12. Чем объяснить наличие или отсутствие насечек у лезвий сегмента и противорежущих пластин?

13. Для чего предназначена пластина трения? Ее регулировки.

14. Объяснить назначение прижимов ножа.

15. Какой тип режущего аппарата рекомендуется использовать при уборке полеглых (спутанных) растений?

16. От чего зависит качество среза растений?

17. Объяснить за счет чего бесподпорные аппараты обеспечивают высокое качество среза.

18. Достоинства и недостатки сегментов с насечками.

19. Причины, вызывающие повреждение (поломку) шатуна.

20. Какие дополнительные регулировки имеет пальцевый брус  косилок в отличие от пальцевого бруса жаток?

21. Почему кривошипный механизм косилки считается более сложным, чем у жаток?

22. Почему кривошипный механизм у комбайнов можно назвать «центральным»?

Содержание работы

Практическая часть

Изучить устройство лабораторной установки для вычерчивания траектории крайних точек лезвий двух соседних сегментов.

Изучить процесс работы и настройки лабораторной установки.

С помощью лабораторной установки на лист формата А1 вычертить траектории крайних точек лезвий двух соседних сегментов для соответствующего варианта (передачи редуктора т.е. режима работы режущего аппарата).

Теоретическая часть

Определить основные параметры режущего аппарата и по их соотношению установить его тип. Построить: площадь активного пробега лезвия сегмента, площадь подачи, площадь нагрузки и диаграмму изменения высоты стерни для растений, расположенных в одной плоскости по ходу движения машины. Оценить влияние отгиба стебля на высоту получаемой стерни. Определить скорости начала и конца резания и оценить режим работы режущего аппарата, проанализировать закономерность изменения результирующей скорости стебля вдоль лезвия сегмента. Построить графики ускорения ножа и сил, действующих на нож. Рассчитать мощность для привода ножа.

Оборудование, инструмент

Лабораторная установка для построения траекторий крайних точек лезвий двух соседних сегментов, лист бумаги формата А1, вычислительная машинка, угольник, карандаш, циркуль.

Путем переключения передач редуктора на установке можно получить 10 значений перемещения машины за время одного (двойного) хода ножа. Перемещение ножа в поперечном направлении меняется бесступенчато. За счет замены пластин - державок можно проводить анализ работы сегментно-пальцевых режущих аппаратов различных типов.

Исходные данные

Номер передачи редуктора, скорость движения машин, высоту установки режущего аппарата над поверхностью земли и другие величины выбирают из табл.1

Таблица 1-исходные данные

Номер варианта соответствует порядковому номеру студента в списке группы.

.Дополнительные данные (одинаковые для всех вариантов):

а) удельная работа, затрачиваемая на срез растений А_УД = 150 Нм/м²;

б) масса 1м погонной длины ножа m_УД = 2,1 кг/м;

в) коэффициент трения ножа по пальцевому брусу f_Н = 0,3;

Все графические элементы работы размещают на поле чертежа.

Порядок выполнения

Прослушать инструкцию по использованию лабораторной установки.

Вычертить траектории абсолютного движения крайних точек пяток и носков лезвий сегментов (рис.13).

Пояснение. Так как реальные сегменты имеют форму трапеции (рис. 13А), то их точки движутся по траекториям, приведенным на рис. 14. Однако, с целью упрощения построений, допускается изображение сегментов в виде треугольника  (рис. 13Б), что, практически, не влияет на анализ их работы. Тогда траектории точек сегментов, получаемые на лабораторной установке, примут вид, изображенный на рис. 15.

3. Построить контуры пары сегментов для пяти крайних положений ножа (последовательно левых и правых) в следующем порядке (рис. 16):

а) определить траектории, соответствующие, пяткам и носкам сегментов;

б) провести касательные линии ко всем траекториям в местах их перегибов и отметить точки касания;

в) соединить линиями между собой точки пяток для каждой пары (получают основание сегментов);

г) соединить линиями точки пяток с точками носков (получают лезвия сегментов).

4. Провести траектории осевых линий пальцев через носки сегментов.        Приняв форму противорежущих пластин прямоугольной с шириной в₀= 14 мм, провести на расстоянии 0,5 в₀ по обе стороны от осевых линий пальцев траектории движения их лезвий (см. рис. 16).                                                                              

.Проставить на чертеже и измерить основные параметры режущего аппарата (рис. 17); шаг режущей части t, м; шаг противорежущей части t₀, м; ход ножа S, м; радиус  кривошипа  r, м; подачу (перемещение машины за один ход ножа) h, м. Установить тип режущего аппарата по соотношению этих параметров.

6. Определить частоту вращения и угловую скорость кривошипа.                                       n = 30 V_м / h, мин^-1          (1)

Рис. 13. Формы сегмента:

А – фактическая; Б – упрощенная, применяемая на лабораторной установке

Рис. 14. Образец фактических траекторий точек ножа

Рис. 15. Образец траекторий точек ножа, получаемых на лабораторной

 установке

Рис. 16. Построение контуров сегментов и траекторий лезвий противорежущих

Пластин

Рис. 18. Определение основных параметров режущего аппарата и угол отгиба  стеблей

Рис.  19. Площадь активного пробега лезвия сегмента

7. Выделить площадку активного пробега лезвия сегмента (рис. 19).                    Это площадка, в пределах которой лезвие взаимодействует с растениями при перемещении от одного пальца к другому. Так, например, для лезвия aв эта площадка по бокам ограничена траекториями носка противорежущих пластин dc и гк. Сверху и снизу она ограничена траекториями носка кс и пятки гd рассматриваемого лезвия. Кроме того, снизу она может иметь дополнительное ограничение в виде части траектории еf носка другого лезвия этого же сегмента, полученной при предыдущем ходе ножа.

Рис. 20. Построение площади подачи

8. Построить площадь подачи F_П и выделить площадки I – IV отгиба стеблей (рис. 20).

9.  Площадка I ограничивается верхней и нижней частями траектории одного носка лезвия сегмента. Сюда же относятся площадки II и III, стебли с которых, будучи согнуты пальцами, тоже попадают в рассматриваемую зону.

10.  Для упрощения принимаем, что стебли отклоняются пальцами перпендикулярно траектории оси пальца. Стебли, растущие между пальцами, отклоняются лезвием сегмента к месту среза под углом q. Угол q определяется построением. Для этого от основания сегмента по ходу движения машин отложить величину h, а по ходу движения ножа в режущем аппарате (перпендикулярно h) отложить величину p×r и соединить концы этих отрезков (см. рис. 18). Угол q одинаков при движении ножа в обе стороны (влево и вправо).

Траектория пятки а лезвия сегмента aв на площади подачи отделяет участок IV, стебли с которого срезаются после предварительного продольного отгиба пучком в точке d.

Форма и размер площади подачи F_П  не зависят от направления движения ножа (влево или право), лишь расположение в этих случаях меняется на зеркальное (см. рис. 20).

Для иллюстрации того, что все стебли будут срезаны без огрехов (без зазоров между площадями подачи) следует обвести контуры трех площадей подачи подряд, заштриховав лишь среднюю. Площадки штриховать по направлению отгиба стеблей.

9. Определить величину площади подачи F_П аналитическим путем по формуле

                                                      F_П = S×h, м².                                           (2)

1. Определить площадь нагрузки в соответствии с типом режущего аппарата.

11. Построить график изменения высоты стерни.                                                      Для этого рассмотрим стебли, растущие в продольно-вертикальной плоскости, которая расположена вдоль траектории лезвия противорежущей пластины. След рассматриваемой плоскости на чертеже (рис.21) имеет вид линии А - А. Начиная с точки 1 (соответствует точке d на рис.20), отметить пересечение линии А - А с траекторией носка сегмента. Точкой 2 будет место входа носка на противорежущую пластину, а точкой 3 - место выхода носка с нее. Следующие точки (4, 5 и т.д.) являются повторением рассмотренных точек 1, 2, 3. Так точка 4 является снова точкой 1 (она же точка d для следующей площади подачи).

Пояснение. Точки 1,2, 3 и 4(1) являются границами участков, где стебли срезаются с характерными отгибами. На участке 1-2 стебли, расположенные в плоскости А - А, срезаются там, где растут, то есть без отгиба. Следовательно, высота стерни на этом участке будет равна высоте установки режущего аппарата H_У.

Стебли участка 2 - 3 подхватываются левым лезвием сегмента и перемещаются под углом q до соприкосновения с противорежущей пластиной левого пальца, где и срезаются. Величина отгиба у них (у всех) будет одинаковой и равной q₁.

Стебли с участка 3 - 4 собираются в один пучок и срезаются в точке 4 (d) пяткой сегмента. Отгиб этих стеблей будет тем больше, чем дальше от точки d растет стебель. Следовательно, наибольший отгиб (q₂) будет у стебля, растущего в точке 3. Участок 4 - 5 повторяет участок 1 - 2.

Для построения графика изменения высоты стерни плоскость А - Аповернуть на 90°, совместив ее с плоскостью чертежа. Линию земли А' - A' провести в произвольном месте непосредственно за пределами траекторий. На расстоянии H_У (в масштабе 1:1) от нее провести линию A'' - A'', изображающую траекторию движения режущего аппарата. Спроецировать точки 1, 2, 3, 4, 5 на линии A'- A' и A''- A''.

На участке 1 - 2 линия графика высоты стерни пойдет по линии А''- A'' между точками 1'' и 2''.

На участке 2 - 3, как видно из рис. 20, стебли срезаются с отклонениями от своего начального положения. Схема среза стебля с отклонением и определение при этом высоты стерни пояснена рисунком 22. Режущий аппарат, двигаясь над землей на расстоянии Н_У, отклоняет стебель В от своего вертикального положения на какую-то величину q.

В момент среза стебля вершина получившейся стерни находится в точке К. Очевидно, то гипотенуза М'К прямоугольного треугольника M'M''K будет являться искомой высотой (длиной) стерни, т.е. М'К = l_СТ.

Чтобы определить высоту стерни на участке 2 - 3, непосредственно на чертеже провести построения, аналогичные рис. 22. На линии А - А на участке 2 - 3 взять произвольную точку М. Спроектировав ее на А'- А' и А''- А'' получить соответственно точки М' и М''. От точки М'' отложить отрезок q₁ по линии А''- А'' (в любую сторону от точки). Конец отрезка обозначить буквой К. Соединить точки М' и К. Длина М'К определяет высоту стерни l_СТ1 на всем участке 2 - 3. С помощью циркуля (или линейки) отложить l_СТ1 на продолжение линии М'-М'' и отметить точку Е. Через нее провести прямую ВС, параллельную А''- А'', длиной, равной длине участка 2 - 3. Линия ВС является графиком высоты стерни на этом участке.

Стебли с участка 3 - 4 срезаются пучком в точке d''. Для построения графика изменения высоты стерни на этом участке следует взять точки 3'и 4' и две три точки между ними на линии А'-А' и соединить их все отрезками с точкой d''(получаем наклоненную стерню). Затем из каждой точки восстановить перпендикуляры к А'-А'(выпрямить стерню) и соединить их вершины плавной линией оd'', которая и представляет график изменения высоты стерни на участке 3 - 4. Начиная с точки 4 график повторяется.

Для проверки правильности полученной высоты стерни можно пользоваться формулой

, м,

где q_i - величина отгиба стеблей на рассматриваемом участке (берут с чертежа).

1. Определить среднее значение высоты стерни по формуле

                                            l_СТср = F_СТ / 2h, м,                              (3)

где F_СТ - площадь фигуры (Рис.21), м², заключенной между линией графика изменения высоты стерни d''2''BCOd'' и линией земли в пределах d'- d', что соответствует одному обороту кривошипа (две подачи машины). Величина подачи h берется с чертежа.

1. Оценить степень неравномерности высоты среза

                       , %                           (4)

где l_{СТ max} - максимальная высота стерни (берется с графика), м. По агротехническим требованиям Dℓ не должно превышать 20%.