Мощность, затрачиваемая комбайном на выполнение технологического процесса

Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия:

N_дв ≥ N_т ,

где N_дв – мощность двигателя, кВт;

N_т – мощность, необходимая для выполнения технологического процесса, кВт.

Мощность, необходимая для выполнения технологического процесса комбайном,

,

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 Приложения В), кВт;

N_п – мощность на перемещение комбайна, кВт.

6.1 Мощность, необходимая для выполнения процесса резания,

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

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.

6.1.1 Сила сопротивления срезу стеблей зависит от площади нагрузки и густоты стеблестоя

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, м.

Площадь нагрузки на лезвие сегмента

где L – подача, см;

S – ход ножа, см.

Число сегментов z:

где B – ширина захвата жатки, м;

t – ширина сегмента, м.

6.1.2 Сила инерции

−для механизма Шумахера

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;

6.1.3 Максимальное значение силы инерции (при х = 0 и х = S):

−для механизма Шумахера

где m_н− общая масса ножа ( ), кг;

m₀ − масса одного погонного метра ножа (m_o = 2,0…2,2 кг/м).

6.1.4 Сила трения

где – сила тяжести ножа, определяемая из расчета его длины; f – коэффициент трения (f = 0,25…0,30).

6.1.5 По результатам расчетов построить графики изменения сил R_cр, P_j и F сопротивления, действующих на нож (формат A4 графической части курсового проекта):

– 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 для механизма Шумахера графически изменяется по ломаной HMKL прямой, характер которой определяется координатами х₁при V_р = const;

– на отрезке MK сила инерции для механизма Шумахера равна 0;

– сила F трения графически отображается линией, параллельной оси абсцисс;

По максимальной суммарной силе T_max для соответствующих типов приводов режущего аппарата определить мощность, затрачиваемую на преодоление сил сопротивления резанию.

6.2 Мощность, необходимая для обмолота (N_о) и на холостой ход (N_x):

.

6.2.1 Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений от взаимодействия бичей с растительной массой,

где [q_min]_ф – секундная подача массы, [q_min]_ф = 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.

Принимаем а_т = 100 Н·(кг/с)^-1 , b_т = 10 Н×(кг/с)^-2 u_б=30;

Большие значения коэффициентов соответствуют длинносоломистому стеблестою большей влажности и меньшей длине барабана, а меньшие – короткостебельному хлебостою меньшей влажности и большей длине барабана.

6.2.2 Мощность N_x холостого хода затрачивается на преодоление сил трения в опорах и сопротивление воздуха

где а_х – коэффициент сил трения (для бильных барабанов а_х = 0,85…0,90 Н на каждые 100 кг массы барабана (масса «КЗ-10К» – 370 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).

6.3 Мощность, необходимая для передвижения комбайна,

где P – усилие затрачиваемое комбайном на перекатывание, Н;

η_тр – КПД трансмиссии ходовой части комбайна (η_тр = 0,87);

η_б – коэффициент буксования (η_б = 0,95…0,98).

Сопротивление перекатыванию

где f – коэффициент сопротивления качению (f = 0,07…0,09 – стерня после уборки зерновых);

– сила тяжести комбайна, кН;

i – уклон поля, %.

Масса m_к комбайна

где m_э – эксплуатационная масса комбайна, кг;

∆m – масса технологического материала, находящегося в бункере и копнителе комбайна, т (В данном случае ∆m=4800кг).

6.4 Мощность N_ро затрачиваемая на привод остальных рабочих органов, примем N_ро =30кВт.

6.5 Общая потребляемая комбайном мощность на выполнение технологического процесса

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, кВт;

N_п – мощность на перемещение комбайна, кВт.

6.6 Сравнить расчетную потребляемую мощность с мощностью двигателя комбайна и дать заключение.

Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия:

N_дв ≥ N_т ,

где N_дв – мощность двигателя, кВт;

N_т – мощность, необходимая для выполнения технологического процесса, кВт.

Вывод:Сравнивая расчетную мощность комбайна на выполнение технологического процесса с мощностью двигателя комбайна видим, что условие обеспечения работы комбайна (N_дв≥ N_т ) выполняется:

кВт

Заключение

В данном курсовом проекте определены основные параметры настройки и производительности зерноуборочного комбайна КЗ-10К для уборки пшеницы урожайностью 37 ц/га.

Технологическая модель комбайна вычерчена на формате А1 с указанием определенных основных параметров рабочих органов заданной марки комбайна.

Применение данного проекта позволяет снизить потери урожая при уборке сельскохозяйственной культуры.