Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Задание 5. Проектирование зубовой бороны и соединительных звеньев для ее агрегатирования.

Машины и оборудование для обработки почвы

Цель работы. Определить необходимое количество зубьев и построить схему размещения их на раме бороны.

Содержание работы. Для заданного типа бороны определить форму рамы и конструктивные размеры бороны с учетом средств агрегатирования выбрать соединительные звенья.

Исходные данные (табл. 5 Приложения): a – расстояние между следами зубьев (междуследие), мм; M – число поперечных рядов зубьев; l и l1 – расстояние между рядами зубьев, мм; K1 – число ходов основного винта; N – число зубьев в ряду; h – длина зуба, мм.

Таблица 5 – Исходные данные к заданию 5

№ варианта Тип бороны M K1 N a, см l, см l1, см
1 легкая 5 3 5 30 250 250
2 легкая 5 2 5 30 250 250
3 легкая 5 3 4 35 250 150
4 легкая 5 2 4 35 250 150
5 средняя 7 4 5 45 300 300
6 средняя 7 5 5 45 300 300
7 средняя 7 4 4 50 300 200
8 средняя 7 5 4 50 300 200
9 средняя 7 3 5 55 300 300
10 средняя 7 3 4 55 300 200
11 средняя 5 3 4 40 300 200
12 средняя 5 2 4 40 300 200
13 средняя 5 3 5 45 300 300
14 средняя 5 2 5 45 300 300
15 тяжелая 7 5 4 70 400 250
16 тяжелая 7 4 4 70 400 250
17 тяжелая 7 5 5 75 400 400
18 тяжелая 7 4 5 75 400 400
19 тяжелая 5 3 5 60 400 400
20 тяжелая 5 2 5 60 400 400
21 тяжелая 5 3 4 65 400 250
22 тяжелая 5 2 4 65 400 250
23 тяжелая 7 3 5 55 400 400
24 тяжелая 7 3 4 55 400 250
25 тяжелая 7 2 5 50 400 400

 

Примечание:  1) Для вариантов №№5, 9, 14, 17, 20, 25 – бороны составлены из прямых продольных планок (рис. 11б);

                       2) Длина зуба выбирается в зависимости от типа бороны: легкие – hз = 100…140 мм; hз = 150…200 мм; hз = 220…300 мм.

Рисунок 11

Задание 6. Расчет параметров почвенной фрезы и анализ ее рабочего процесса[1].

Цель работы. Определить технологические и энергетические показатели работы фрезы.

Содержание работы. Для заданных: глубины обработки почвы, поступательной скорости агрегата и с учетом агротехнических требований на равномерность обработки почвы по глубине и технологических свойств почвы определить: толщину стружки, отрезаемой ножом; рассчитать и оптимизировать режим работы фрезы; определить мощность, затрачиваемую на работу фрезы.

Исходные данные (табл. 6 Приложения): a – глубину обработки, см; Vм – скорость перемещения машины, м/с; n – частота вращения барабана фрезы, мин-1; z – число ножей следующих друг за другом; k – коэффициент, учитывающий скалывание почвенной стружки; B – ширина захвата, м; mс – число секций; zn – число ножей в секции; G – вес фрезы, Н; λ – показатель кинематического режима работы фрезы.

Порядок выполнения задания:

1. Выбрать радиус фрезерного барабана.

2. Построить траектории абсолютного движения лезвий 2-х ножей, следующих друг за другом.

3. Рассчитать и оптимизировать режим работы фрезы.

4. Произвести анализ работы фрезы на разных режимах.

5. Определить мощность, необходимую для работы фрезы.


ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И УКАЗАНИЯ

Выбор радиуса фрезерного барабана

Радиус барабана R выбирают из условия оптимального использования размеров фрезы, чтобы в момент входа ножей в почву горизонтальная составляющая абсолютной скорости ножа Vx была равна нулю, ступицы барабана и другие детали перемещались над поверхностью поля с минимальным просветом, равным 50…60 мм.

Это достигается при показателе использования размеров фрезы . Здесь .

Основные технологические и кинематические показатели

Основными показателями качества работы фрезы являются: степень крошения и равномерность обработки почвы по глубине.

Степень крошения почвы определяется подачей на нож и толщиной стружки.

Подача на нож XZ – перемещение машины за время поворота барабана на угол, равный центральному углу между ножами, .

; м.

Здесь      – шаг фрезы – перемещение машины за время одного оборота барабана.

, м; ,

где  - угловая скорость вращения барабана, 1/с.

Практически установлено, что требуемое крошение почвы обеспечивается при подачах на нож:  см для задернелых почв и  см для старопахотных почв.

Качественные показатели работы фрезы зависят от ее показателя кинематического режима работы λ.

С учетом λ, , м. .

При обработке старопахотных почв рекомендуется , а задернелых .

Толщина стружки определяется конкретными условиями.

В процессе работы ножи каждой секции, вращающиеся в продольно-вертикальной плоскости, последовательно входят в почву и отрезают почвенную стружку определенной (переменной) толщины (рис. 12).

В процессе отрезания стружки ножом фрезы ее толщина  непрерывно уменьшается от максимального значения до нуля. Наибольшую толщину  стружка имеет на уровне входа ножа в почву. Приближенно .

Из рис. 12 видно, что

, .

Приняв , будем иметь , тогда

.

Подставив в выражение  вместо  его значение, получим

.

О равномерности глубины обработки судят по высоте гребешков hг, образуемых на дне борозды. По агротребованиям высота гребешков должна быть .

С учетом коэффициента скалывания почвенной стружки K теоретическая высота гребешков .

Показатели  зависят от: поступательной скорости машины; частоты вращения барабана; количества ножей, работающих друг за другом; типа и состояния почвы.

Частоту вращения барабана n и передаточное отношение редуктора фрезы определяют по выражениям:

, мин-1; ,

где  – частота вращения вала отбора мощности трактора, мин-1.

Построение траектории абсолютного движения ножей

Абсолютное движение любой точки ножа складывается из относительного движения со скоростью  и переносного движения со скоростью . В результате сложения этих движений лезвие ножа описывает циклоиду, форма которой зависит от показателя λ. При λ>1 – удлиненная циклоида (трохоида).

В параметрической форме уравнения абсолютного движения лезвия ножа фрезы представляют следующий вид:

где  – угол поворота барабана.

Построить траекторию абсолютного движения лезвия ножей фрезы можно по текущим координатам x и y, или же использую графические приемы.

В первом случае, задаваясь значениями t в пределах времени одного оборота барабана, определяются по программе (4 приложения) для ЭВМ ЕС-1030/33, СМ-4 координаты x и y лезвия ножей и по полученным точкам строится траектория.

Во втором случае, в выбранном масштабе радиусом R описывается окружность. От исходного положения вала I (рис. 12) откладывается в направлении движения фрезы  участок выбранного масштаба. Участок  и окружность радиуса  делят на одинаковое число частей, например на 12. Точки I, II, III и т.д. определяют положение вала барабана в данный момент времени.

Складывая относительное и переносное движения конца ножа за данный отрезок времени, находим положение ножа в абсолютном движении (см. рис. 12 точки А2, А3, А4 и т.д.).

Рисунок 12

 

Расчет и оптимизация режима работы фрезы

Для обеспечения качественной обработки почвы необходимо, чтобы гребешки не превышали допустимой агротехнической высоты и нож фрезы должен входить в почву при .

Теоретическая высота гребешков .

Найдем зависимость между  и показателем кинематического режима работы фрезы λ.

Из схемы на рис. 3б Приложения имеем

; ;

с учетом ;  и .

Приравняв правые часть выражений для , найдем

Высота гребешков

откуда    ;                       тогда  и .

Подставив значения  и  и сделав преобразования получим

Из условия , .

Из двух полученных значений λ принимают в качестве рабочего больший.

Расчет значений λ выполняют с помощью микрокалькулятора по программе 3 Приложения.

Анализ рабочего процесса фрезы

Рассматривая схемы (рис. 3 приложения) работы фрезы, и с учетом масштаба их можно сделать следующие выводы:

Режим 1. Показатель ; подача  см. Несмотря на то, что подача находится в допустимых пределах, но качество работы неудовлетворительное, т.к. высота гребешков велика.

Режим 2. Показатель , подача на нож  см. Из рис.3б находим, что теоретическая высота гребешков  см. Допустимая высота гребешков  см. С учетом скалывания почвенной стружки действительная высота гребешков . Приняв коэффициент скалывания , получим  см. Следовательно, агротребования на равномерность глубины обработки и подача выполняются.

Определение мощности, необходимой для работы фрезы

Мощность, необходимую для работы фрезы определяют по формуле:

 , кВт;

где  – мощность на передвижение фрезы;

     – мощность на фрезерование почвы;

     – мощность на трение в передачах;

     – мощность на подталкивание барабана вперед.

Мощность на передвижение фрезы можно рассчитать

, кВт

где  – коэффициент сопротивления перекатыванию (принимают ).

Мощность на фрезерование почвы слагается из

, кВт

где  – мощность на резание;

     – мощность на отбрасывание почвы.

В свою очередь

 ,

где  – коэффициент сопротивления деформации почвы,  МПа;

     – ширина стружки, снимаемой ножом (принимается равной параметру ножа), м;

     – общее число ножей.

Мощность на отбрасывание почвы определяется по выражению

 , кВт

где  – коэффициент отбрасывания, для болотных ножей ;

     – плотность почвы, кг/м3.

, м/с.

Мощность на трение в передачах

, кВт

где  – к.п.д. передачи, принимают 0,94…0,98.

Мощность на подталкивание фрезерного барабана

, кВт

где  – окружная скорость барабана, м/с.

Пример. Определить подачу на нож пропашной фрезы и расчетную толщину стружки, снимаемой ножом, при следующих условиях: D = 350 мм, n = 240 мин-1, z = 3; a = 10 см и Vм = 1,1 м/с.

РЕШЕНИЕ.

Подача на нож

 м.

Толщина стружки равна

 мм.

Здесь

.

Пример. Определить показатель кинематического режима работы из условия получения гребешков на дне борозды высотой  см. Диаметр фрезерного барабана D = 350 мм, число ножей z = 4, коэффициент, учитывающий скалывание почвенной стружки K = 0,5.

РЕШЕНИЕ.

Теоретическая высота гребешков

 см.

Показатель кинематического режима работы фрезы

.

Пример. Определить мощность, необходимую для роботы прицепной болотной фрезы на обработке луговой дернины при следующих условиях: B = 2 м; D = 710 мм, n = 234 мин-1, ; z = 4; a = 20 см и Vм = 0,875 м/с; G = 20 000 Н; Kд = 0,15 МПа; Kо = 1,0;  кг/м3; f = 0,2; нож снимает стружку почвы шириной bc = 6,7 см; .

РЕШЕНИЕ.

Мощность, необходимая для работы фрезы

 , кВт;

1. Мощность на передвижение фрезы

.

2. Мощность на фрезерование почвы

;

Здесь, подача на нож

 м.

 м/с.

тогда

3. Мощность на трение в передачах

кВт.

4. Мощность на подталкивание фрезерного барабана

 кВт.

5. Полная мощность

 кВт.

 

Таблица 6 – Исходные данные к заданию 6

№ варианта a, см Vм, м/с K n, мин-1 z mc zп B, м G, Кн;
1 20 1,0 0,50 250 4 16 8 2,0 20
2 22 1,0 0,80 230 4 16 8 2,0 20
3 25 1,1 0,80 220 4 16 8 2,0 20
4 24 1,3 0,70 220 4 16 8 2,0 20
5 18 1,2 0,65 250 4 16 8 2,0 20
6 20 1,0 0,60 260 3 16 6 2,0 20
7 22 1,4 0,70 250 3 16 6 2,0 20
8 25 1,2 0,80 240 3 16 6 2,0 20
9 24 1,0 0,70 230 3 16 6 20 20
10 18 1,2 0,65 240 3 16 6 20 20
11 10 1,3 0,70 460 3 9 6 1,8 10
12 10 1,5 0,80 400 3 9 6 1,8 10
13 10 1,7 0,50 480 3 9 6 1,8 10
14 12 1,2 0,70 420 4 8 8 1,6 8
15 6 1,5 0,80 450 4 8 8 1,6 8
16 10 1,0 0,50 200 2 8 2 0,7 2
17 8 1,5 0,60 220 4 8 4 0,7 2
18 6 1,7 0,70 300 4 8 4 0,7 2
19 12 1,2 0,80 200 4 8 4 0,7 2
20 20 1,0 1,00 250 4 8 8 0,9 5,6
21 18 1,1 0,80 230 4 8 8 0,9 5,6
22 22 1,0 0,70 220 4 8 8 0,9 5,6
23 25 1,4 0,90 260 3 3 3 1,5 3,6
24 26 1,1 0,70 220 3 3 3 1,5 3,6
25 30 1,0 0,80 200 3 3 3 1,5 3,6

 

Примечание. Ширина стружки, снимаемой ножом – bc = 63…65 мм; плотность почвы –  кг/м3.

 

 

Рисунок 3 (Приложение)


[1] В задании обоснованна работа фрезы при действии ножей на почву сверху вниз. Аналогично, по циклоидальным траекториям движутся ножи фрез с горизонтальной осью при обратном их вращении; у фрез с вертикальной осью вращения, при этом у последних траектория ножей расположена в горизонтальной плоскости. Стружка почвы срезается ножом фрезы в течение поворота на 180°, а ее сечение увеличивается от нуля до максимума и затем вновь уменьшается до нуля.

Траектория ножей прореживателей представляет собой винтовую линию, шаг которой тем больше, чем меньше λ.










Последнее изменение этой страницы: 2018-05-10; просмотров: 493.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...