Показатель кинематического режима

Введение

В общем комплексе работ по возделыванию зерновых культур наиболее сложным и трудоемким процессом является уборка. При этом основным техническим средством уборки зерновых, культур во всем мире остаются зерноуборочные комбайны. Они постоянно совершенствуются в конструктивном и технологическом плане.
Зерноуборочный комбайн - это рациональные мобильная технологическая линия с комплексной текущей механизацией всех операций: от скашивания хлебостоя (подбор валков) к выгрузке очищенного зерна непосредственно в поле Выбор технологии сборки НЧУ зависит от дальнейшего ее использования. Вместе традиционном комбайновом способу уборки хлебов присущи существенные недостатки, которые побуждают специалистов к поиску "некомбайнових" технологий. Однако до сих пор не разработана технология, которая могла бы конкурировать с комбайновой [1].

Основная цель совершенствования конструкций зерноуборочных комбайнов - это улучшение удобства эксплуатации и повышения их технического уровня благодаря уменьшению потерь и травмирования зерна, увеличению производительности, обеспечению стабильного протекания технологического процесса, созданию комфортных и безопасных условий работы, уменьшению негативного воздействия на почву, широкому применению цифровых технологий. Приобретает все большую актуальность применение GPS- навигации [4,5], систем картирования урожайности и других способов автоматизации уборочных работ. Совершенствуются как комбайны с традиционными молотилками тангенциального типа, так и с аксиально-роторной молотильно-сепарирующей системой. Анализ европейского рынка зерноуборочных комбайнов показывает, что по-прежнему доминируют в продаже усовершенствованные комбайны с классической схемой молотилки. У них интенсифицирован процесс сепарации зерна в зоне обмолота, уменьшена нагрузка на комбайнера, повышен уровень энергонасыщенности. Все это направлено на сокращение потерь и повышение производительности труда на уборке урожая зерновых культур [6].

Цель курсовой работы - закрепление и углубление полученных за время обучения знаний по устройству зерноуборочного комбайна и влиянию конструктивных и технологических параметров на качество его работы.

ТРЕБОВАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

Курсовая работа должна содержать:

- расчетно-пояснительную записку объемом 25-30 страниц рукописного текста формата А4.

- графическую часть - два листа формата А3.

Содержание графических работ:

1. Графические построения по мотовилу - 1 лист формата А3.

2. Графические построения по режущему аппарату - 1 лист формата А3.

Все построения выполнить в стандартном масштабе с учетом результатов выполненных расчетов.

Исходные данные для расчетов:

1. Радиус мотовила

2. Высота стеблестоя

3. Высота установки режущего аппарата

4. Число планок мотовила

5. Ход ножа

6. Частота вращения кривошипа привода ножа -

7. Подача хлебной массы

8. Урожайность культуры

9. Соломистость убираемой массы

СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Введение

1.Мотовило: требования, определение коэффициента взаимодействия его с режущим аппаратом.

2.Режущий аппарат: требования, определение относительных скоростей начала и конца резания стеблей, построение графика пробега активной части режущих кромок сегмента, построение графика высоты стерни и определение величины потерь срезаемой массы.

3.Определение ширины захвата жатки.

4.Шнековый транспортер жатки: требования, определение геометрических параметров шнека.

5.Уплотнительные устройства жатки.

6.Молотильный аппарат: требования, определение конструктивных параметров барабана, деки, отбойного битера, отсекателя, уплотнительных устройств.

7.Очистка: требования, определение конструктивных параметров решет, удлинителя верхнего решета, скатной доски колосового шнека.

8.Вентилятор очистки: требования, определение конструктивных параметров, расположение решет относительно вентилятора.

9.Копнитель: требования, определение конструктивных параметров, положение переднего конца днища отсекателя соломонабивателя и щитка сброса соломы.

10.Бункер: требования, определение конструктивных и технологических параметров.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

1. Мотовило (рис. 1)

1.1. Требования к мотовилу[7]:

· стебли должны срезаться при воздействии планок мотовила, чтобы не допускать потерь срезанными колосьями за счет падения их на землю;

· при входе в хлебную массу планка мотовила не должна вымолачивать и отбивать колосья;

· при воздействии мотовила на стебли, срезанная часть их не должна теряться на землю, переваливаясь через планку;

· планки мотовила должны эффективно очищать режущий аппарат от срезанных стеблей, предупреждая самопроизвольное падение их на землю;

· планки мотовила должны прижимать срезанные стебли к виткам шнека, чтобы предотвратить порционную подачу массы и исключить потери срезанных стеблей за счет сталкивания их на землю, а также предотвратить потери зерна в полову и солому из-за временных перегрузок молотильного аппарата, соломотряса и очистки.

Режущий аппарат

2.1. Требования к режущему аппарату[7]:

- для качественного среза стеблей скорость резания должна быть не менее 1,2 м/с для срезания трав и 0,8 м/c - для хлебов;

- потери растений за счет повышенного и двойного среза должны быть минимальными;

- для снижения энергоемкости процесса и повышения износостойкости рабочих органов режущего аппарата сопротивление среза должно быть минимальным.

Ширина захвата жатки

м,

где q - заданная подача хлебной массы, кг/с;

b- заданный коэффициент соломистости;

- максимально допустимая скорость жатки на прямом комбайнировании, м/с;

А - заданный урожай зерна, т/га.

Шнековый транспортер жатки

4.1. Требования к шнековому транспортеру:

· непрерывность потока хлебной массы;

· отсутствие скопления хлебной массы над шнеком и пальчиковым механизмом;

· равномерное распределение хлебной массы по ширине транспортера наклонной камеры;

· не травмировать зерно и не вымолачивать колосья.

Рисунок 9. Построения по режущему аппарату.

Уплотнительные устройства

В сочленении корпуса проставки с корпусом жатки предусмотреть уплотнительные устройства в виде боковых уплотнительных щитков, перекрывающих вертикальные щели, и переходного щита, перекрывающего нижнюю щель.

Молотильный аппарат

6.1. Требования к молотильному аппарату:

· полный вымолот зерна из колосьев;

· минимальное дробление зерна;

· минимальное травмирование (микроповреждение) зерна;

· минимальное измельчение соломы;

· максимальное выделение зерна через деку;

· предотвращение попадания камней в молотильный аппарат;

· предотвращение попадания воздушного потока, созданного лопастями отбойного битера, на шнековый транспортер жатки.

Тип молотильного аппарата принять однобарабанный бильный с радиальной подачей массы.

Длина барабана

м,

где - число бичей барабана; принять = 8 при q £6 кг/с и = 10 при q > 6 кг/с;

- допустимая подача хлебной массы на 1 м длины бича барабана, = 0,35...0,55 кг/с на м для b = 0,4...0,65; принять методом линейного интерполирования.

Диаметр барабана

м,

где - линейная скорость бичей, м/с; принять максимально допустимую = 38 м/с, чтобы обеспечить полный вымолот зерна во всех условиях уборки;

- промежуток времени между ударами смежных бичей, с; = 0,0045...0,0065 с в зависимости от влажности и обмолачиваемости хлебной массы, принять = 0,0065 с для самых тяжелых условий уборки.

Вычисленное значение , с учетом опыта современного комбайностроения, увеличить до 500 мм, если оно оказалось меньше, или уменьшить до 800 мм, если оно оказалось больше.

Угол обхвата деки

j = град.,

где - количество зерна в соломе, которое выходит из молотильного аппарата, кг/с; принять = 0,2 q(1-b).

Длина деки

м,

где j - угол обхвата, выраженный в радианах.

Диаметр отбойного битера

м,

где - окружная скорость конца лопастей битера, принять = 16 м/с, при которой создаются нормальные условия для сепарации значительной части зерна через прутковую решетку;

- частота вращения отбойного битера, =400...700 об/мин для подачи q=2...10 кг/с, принять методом линейного интерполирования.

Положение отбойного битера

Определяется зазорами между концами лопастей битера и бичами барабана (5...8 мм), а также между концами лопастей битера и пальцами решетки деки, который равен 120...250 мм для подачи q = 2...10 кг/с; этот зазор принять методом интерполирования.

Положение отсекателя

Рабочая кромка отсекателя должна быть расположена с зазором 5 мм относительно бичей барабана и концов лопастей отбойного битера, чтобы предотвратить занос соломы на повторный обмолот и перекрыть путь воздушному потоку, созданному отбойным битером, в наклонную камеру и далее к шнековому транспортеру жатки.

Уплотнительные устройства

Предусмотреть соответствующие уплотнительные устройства в сопряжении наклонной камеры и транспортной доски с корпусом молотилки, а также исключить потери зерна в зазор между входным щитком и задней плоскостью камнеулавливателя.

Соломотряс клавишный

7.1. Требования к соломотрясу:

· максимальное выделение зерна из соломистого вороха, чтобы уменьшить потери свободного зерна в солому;

· минимальное выделение сбоины, половы и других примесей, чтобы снизить загрузку очистки незерновой частью урожая;

· незабиваемость жалюзи клавиш соломистым ворохом, чтобы создать самые благоприятные условия выделения зерна.

Коэффициент сепарации

1/см,

где = 0,018 1/см - стандартный коэффициент сепарации;

= 0,2 м - стандартная толщина слоя соломистого ворох на соломотрясе;

- действительная толщина соломистого вороха, м.

м,

где - ширина соломотряса, м; принять равной ширине молотилки ;

- средняя скорость перемещения соломистого вороха по поверхности клавиш, принять = 0,35...0,40 м/с;

- плотность соломистого вороха на клавишах с учетом его вспушенности, принять = 20 кг/ .

Длина соломотряса

м,

где d = (0,05...0,15)q(1-b) - секундная подача зерна на соломотряс, кг/с;

кг/с - секундный сход свободного зерна в солому;

- потери свободного зерна в солому, принять = 0,5 %.

Очистка

8.1. Требования к очистке:

· чистота зерна в бункере не ниже 97 % для хлебных злаков и 95 % для крупяных, бобовых, масличных культур и семенников трав;

· потери зерна в полову (свободным зерном и в колосьях) не более 0.5 %;

· минимальное поступление полноценного зерна в колосовой шнек;

· полное выделение недомолоченных колосьев.

Ширина решета

м,

где = 0,9...0,95 - коэффициент, учитывающий уменьшение рабочей ширины очистки за счет конструкции отливов для устройства уплотнений решетного стана с боковинами молотилки и крепления подвесок нижнего решетного стана, принять = 0,9;

- ширина молотилки, м; пренебрегая зазорами между барабаном и боковинами молотилки, принять .

Длина решета

м,

где = 0,6...0,9 - коэффициент, учитывающий состав зернового вороха; меньшие значения для зернового вороха с большим количеством сбоины и зеленых примесей принять = 0,6 - для самых тяжелых условий работы;

= 1,5...2,5 кг/с на кв. м - допустимая удельная нагрузка на единицу площади решета; меньшие значения для зернового вороха с большим количеством сбоины и зеленых примесей; принять =1,5 кг/с на кв.м - для самых тяжелых условий работы.

Вентилятор очистки

9.1. Требования к вентилятору:

- оптимальное расслаивание, “взвешивание” зернового вороха над верхним решетом;

- равномерное обдувание решет по всей их длине;

- оптимальное разделение воздушного потока на обдуве пальцевой решетки транспортной доски, верхнего и нижнего решет очистки;

- изменение скорости воздушного потока в пределах, обеспечивающих оптимальные условия работы очистки в самых легких и в самых тяжелых условиях.

Подача воздуха

м/с,

где = 0,15...0,25 - коэффициент, учитывающий массовую долю

половы в зерновом ворохе; принять для самых тяжелых

желых условий уборки = 0,25;

d = 0,2...0,3 - коэффициент, учитывающий плотность возду-

ха и его концентрацию (неравномерность распределе-

ния в выходной горловине); для общепринятой двухре-

шетной очистки принять d = 0,2 для самых тяжелых

условий работы.

Копнитель

10.1. Требования к копнителю:

- формирование копны с подпрессовкой;

- иметь предохранительное устройство от излишней подпрессовки копны;

- иметь устройство, сигнализирующее об оптимальной подпрессовке копны;

- иметь устройство регулировки степени подпрессовки копны;

- выгруженная копна не должна терять своей формы.

Емкость камеры копнителя

Принять с помощью линейного интерполирования в пределах V_к= 2...8 для подачи q = 2...10 кг/с. В ряде случаев можно принять и другую емкость, исходя из принятой технологии уборки копен и наличной соломоуборочной техники.

Ширина камеры копнителя

Так как копнитель имеет ширину, расширяющуюся в сторону заднего клапана, то принять ее среднее значение, равное .

Высота камеры копнителя

Принять конструктивно, с учетом расположения концов клавиш соломотряса и механизма соломонабивателя, учтя что является величиной усредненной. Нижнюю линию провести так, чтобы боковая площадь копны осталась равновеликой.

Длина камеры копнителя

м.

Так как длина камеры не постоянная, часть ее располагается под клавишами соломотряса, то вычисленное значение считать усредненным, по которому и ориентироваться при вычерчивании схемы копнителя. Принять .

Положение отсекателя

Отсекатель расположить так, чтобы коленчатый вал соломонабивателя за него не задевал.

Бункер

11.1. Требования к бункеру[3]:

- объем бункера должен быть равен или кратен грузоподъемности транспортных средств, отвозящих зерно;

- время наполнения бункера должно быть продолжительным, чтобы уменьшить частоту простоев комбайна из-за выгрузки зерна;

- время выгрузки зерна из бункера должно быть возможно минимальным, чтобы снизить простои комбайна на выгрузке зерна;

- выгрузка зерна из бункера должна быть полной;

- иметь специальное сигнальное устройство заполнения бункера зерном.

Объем бункера

,

где А- урожайность, т/га;

В- ширина захвата жатки, м;

V_пр- скорость комбайна на прямом комбайнировании, м/с

- время заполнения бункера, с; принять = 1800...2400 с;

- плотность зерна в бункере, кг/ , принять = 800 кг/ ;

- коэффициент заполнения бункера зерном, принять = 0.9.

Вычисленное значение подкорректировать, приняв равным или кратным грузоподъемности транспортных средств, отвозящих зерно. У комбайнов с пропускной способностью q £ 4 кг/с можно предусмотреть объем бункера с учетом самовыгрузки зерна в месте его временного складирования.

Введение

В общем комплексе работ по возделыванию зерновых культур наиболее сложным и трудоемким процессом является уборка. При этом основным техническим средством уборки зерновых, культур во всем мире остаются зерноуборочные комбайны. Они постоянно совершенствуются в конструктивном и технологическом плане.
Зерноуборочный комбайн - это рациональные мобильная технологическая линия с комплексной текущей механизацией всех операций: от скашивания хлебостоя (подбор валков) к выгрузке очищенного зерна непосредственно в поле Выбор технологии сборки НЧУ зависит от дальнейшего ее использования. Вместе традиционном комбайновом способу уборки хлебов присущи существенные недостатки, которые побуждают специалистов к поиску "некомбайнових" технологий. Однако до сих пор не разработана технология, которая могла бы конкурировать с комбайновой [1].

Основная цель совершенствования конструкций зерноуборочных комбайнов - это улучшение удобства эксплуатации и повышения их технического уровня благодаря уменьшению потерь и травмирования зерна, увеличению производительности, обеспечению стабильного протекания технологического процесса, созданию комфортных и безопасных условий работы, уменьшению негативного воздействия на почву, широкому применению цифровых технологий. Приобретает все большую актуальность применение GPS- навигации [4,5], систем картирования урожайности и других способов автоматизации уборочных работ. Совершенствуются как комбайны с традиционными молотилками тангенциального типа, так и с аксиально-роторной молотильно-сепарирующей системой. Анализ европейского рынка зерноуборочных комбайнов показывает, что по-прежнему доминируют в продаже усовершенствованные комбайны с классической схемой молотилки. У них интенсифицирован процесс сепарации зерна в зоне обмолота, уменьшена нагрузка на комбайнера, повышен уровень энергонасыщенности. Все это направлено на сокращение потерь и повышение производительности труда на уборке урожая зерновых культур [6].

Цель курсовой работы - закрепление и углубление полученных за время обучения знаний по устройству зерноуборочного комбайна и влиянию конструктивных и технологических параметров на качество его работы.

ТРЕБОВАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

Курсовая работа должна содержать:

- расчетно-пояснительную записку объемом 25-30 страниц рукописного текста формата А4.

- графическую часть - два листа формата А3.

Содержание графических работ:

1. Графические построения по мотовилу - 1 лист формата А3.

2. Графические построения по режущему аппарату - 1 лист формата А3.

Все построения выполнить в стандартном масштабе с учетом результатов выполненных расчетов.

Исходные данные для расчетов:

1. Радиус мотовила

2. Высота стеблестоя

3. Высота установки режущего аппарата

4. Число планок мотовила

5. Ход ножа

6. Частота вращения кривошипа привода ножа -

7. Подача хлебной массы

8. Урожайность культуры

9. Соломистость убираемой массы

СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Введение

1.Мотовило: требования, определение коэффициента взаимодействия его с режущим аппаратом.

2.Режущий аппарат: требования, определение относительных скоростей начала и конца резания стеблей, построение графика пробега активной части режущих кромок сегмента, построение графика высоты стерни и определение величины потерь срезаемой массы.

3.Определение ширины захвата жатки.

4.Шнековый транспортер жатки: требования, определение геометрических параметров шнека.

5.Уплотнительные устройства жатки.

6.Молотильный аппарат: требования, определение конструктивных параметров барабана, деки, отбойного битера, отсекателя, уплотнительных устройств.

7.Очистка: требования, определение конструктивных параметров решет, удлинителя верхнего решета, скатной доски колосового шнека.

8.Вентилятор очистки: требования, определение конструктивных параметров, расположение решет относительно вентилятора.

9.Копнитель: требования, определение конструктивных параметров, положение переднего конца днища отсекателя соломонабивателя и щитка сброса соломы.

10.Бункер: требования, определение конструктивных и технологических параметров.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

1. Мотовило (рис. 1)

1.1. Требования к мотовилу[7]:

· стебли должны срезаться при воздействии планок мотовила, чтобы не допускать потерь срезанными колосьями за счет падения их на землю;

· при входе в хлебную массу планка мотовила не должна вымолачивать и отбивать колосья;

· при воздействии мотовила на стебли, срезанная часть их не должна теряться на землю, переваливаясь через планку;

· планки мотовила должны эффективно очищать режущий аппарат от срезанных стеблей, предупреждая самопроизвольное падение их на землю;

· планки мотовила должны прижимать срезанные стебли к виткам шнека, чтобы предотвратить порционную подачу массы и исключить потери срезанных стеблей за счет сталкивания их на землю, а также предотвратить потери зерна в полову и солому из-за временных перегрузок молотильного аппарата, соломотряса и очистки.

Показатель кинематического режима

С учетом выполнения 2-го и 3-го требований к мотовилу, кинематический режим определить из выражения:

(1)

где - радиус мотовила;

- расстояние от центра тяжести срезанной части стебля до его вершины, м.

(2)

где - длина срезанной части стебля, , м.

1.3. Построение траектории движения концов 4-х смежных планок мотовила.

На листе формата в масштабе µs = 5 мм/мм нанести линии: поверхность поля, движения режущего аппарата, высоты стеблестоя, а также движения вала мотовила, приняв величину .

Рисунок 1. Графическое построение по мотовилу.

Провести окружность радиуса заданного rс центром в точке О, которую принять за траекторию относительного перемещения конца планки мотовила.

Построить траекторию абсолютного перемещения конца планки мотовила, геометрически складывая перемещения переносное и относительное.

Из точки отложить влево точки - положение вала мотовила в переносном движении через каждые 1/6 полуоборота, расстояние между которыми равно .

Разделить нижнюю полуокружность на 6 равных частей и точки деления обозначить - положение конца планки через каждые 1/6 полуоборота вала в относительном перемещении.

За время 1/6 полуоборота вала мотовила конец планки в относительном движении пройдет путь , а в переносном - , с учетом того, что || . Следовательно, в абсолютном перемещении конец планки мотовила окажется в точке .

За время 2/6 полуоборота вала конец планки в относительном движении окажется в точке , а в абсолютном - в точке . Таким же образом определяют положение конца планки в абсолютном перемещении через 3/6, 4/6, 5/6 полуоборота вала. И, наконец, через полуоборот вала конец планки займет в относительном движении положение точки , а в абсолютном - точки .

Последовательно проводя через точки плавную кривую, получают траекторию абсолютного перемещения конца планки мотовила (рис.2).

Рисунок 2. Построение траектории движения конца планки мотовила.

Методом подобия построить еще 3 петли циклоид, образованных смежными планками при их последовательном вхождении в хлебную массу, с расстоянием между их осями симметрии , где z - число планок мотовила.