При любой обработке желательно получить комочки почвы Размером 1...10 мм и нежелательно — частицы менее 0,25 мм. Эти показатели зависят от вида обработки и свойств почвы. Они труднодостижимы, но желательны.

Рабочие органы в конце обрабатываемого участка поля следует включать и выключать на одной линии; допускаемое отклонение — не более ±0,5 м.

К каждому виду обработки почвы предъявляются специфические требова­ния. Не допускается, чтобы безотвальные орудия для рыхления подверженных ветровой эрозии почв уничтожили более 10 % стерни за один проход при мел­ком рыхлении и более 25 % — при глубоком и чтобы при этом почва разруша­лась до частиц менее 1 мм.

В верхнем рыхлом слое почвы, подготовленной к посеву, не должно со­держаться комков более 3 см, гребнистость поверхности пашни должна быть не более 3...4 см.

Оценивая качество работы почвообрабатывающих машин, учитывают со­блюдение всех агротехнических требований, помня о том, что главное из них - борьба с сорняками.

Дисковые бороны и лущильники должны обрабатывать почву на глубину не менее 8 см. Отклонение средней глубины от заданной допускается ±3 см. В верхнем обработанном слое почвы не должно быть комков более 10 см по наи­большему размеру. Поверхность поля после прохода дисковой бороной должна быть слитной, а глубина развальных борозд и высота свальных гребней - не более глубины обработки. Сорные растения должны быть подрезаны не менее чем на 97 %.

Исходные данные.

Исходя из варианта №1, выбираем данные для расчета курсовой работы (из таблицы приложения 2).

Тип почвообрабатывающей машины: плуг

Коэффициент пропорциональности k = 3

Половинный угол при вершине сектора φ = 310

Угол заострения диска i = 210

Рабочая скорость 5 км/час

Угол атаки для построения профиля борозды α = 200

Интервал угла атаки α = 15-35(для построения зависимости высоты гребней и равномерности обработки почвы)

Глубина обработки почвы а = 20 см = 200мм.

Ширина захвата 2,5 м.

2.1 Анализ работы дискового орудия

Почвообрабатывающие диски лущильников, борон и плугов представляют собой часть сферы радиусом R, отсеченную плоскостью SS. Большое влияние на технологические показатели работы диска оказывают его параметры: диа­метр D, угол заточки i, а также связанный с ним задний угол резания б (рис. 1).

Заточка режущей кромки определяется углом ψ=φ+i, находящимся между образующей конуса заточки и секущей плоскостью SS (здесь φ - половина цен­трального угла сферического сектора).

 Рассчитываем диаметр диска исходя из заданной глубины обработки и коэффициента пропорциональности.

где к - коэффициент пропорциональности, заданный в приложении 2.

Большие значения коэффициента к принимают при обработке твердых почв при малых углах атаки и больших скоростях работы орудия.

Диаметр диска D = 600 мм.

Рассчитываем радиус сферы диска.

Диаметр диска и радиус сферы связаны соотношением

 из этой формулы следует что:

Вычисляем теоретическую высоту гребней cT, расстояния между гребнями s и степень неравномерности глубины обработки почвы, %. Данные расчетов заносим в таблицу.

По агротребованиям для дисковых плугов допускается  для лу­щильников  для борон

В нашем случае для плуга

a – глубина обработки из условия равна 220 мм.

Принимаем c = 80 мм.

Высота гребней с на дне борозды, образованной диском, зависит от диа­метра диска D, угла атаки α и расстояния между дисками b. Из треугольника OEF (см. рис. 1)

Находим расстояние между дисками исходя из следующего условия:

Находим теоретическую высоту следующим образом:

Рассчитываем ст для различных диапазонов угла атаки (в соответствии с вариантом задания), в нашем случае:

 α = 15 -25 (α = 15; 20; 25; 30; 35.)

Принимаем общее число дисков для 2,5 м ширины захвата. Число дисков 17.

Качество работы дисковых орудий оценивают по равномерности обработ­ки почвы по глубине:

Рассчитываем значение ηт для каждого из значений ст.

Подсчитываем расстояние между вершинами гребней

Заносим все полученные данные в таблицу:

Основные параметры работы дисковых орудий

Таблица 1

Строим профиль дна борозды дискового орудия. На листе формата А1 в правом верхнем углу в масштабе чертим окружность диаметром D =600мм. Ниже чертим еще одну окружность диаметром D = 600мм. Из центра второй окружности под углом α =200 проводим ось дисковой батареи. На этой оси строим горизонтальную проекцию дисковой батареи с расстояниями b = 148,47 мм между дисками и радиусом их кривизны R = 582,48 мм. Диаметр одного из дисков на горизонтальной про­екции делим на 12 равных частей (минимум 8) и обозначаем их цифрами (от центра соответственно вверх и вниз) 0,1,2,... и 0,1',2' и т. д. Через полученные точки проводим линии, параллельные оси батареи, до пересечения с окружно­стью и построить хорды 1-1', 2-2' и т. д.

На верхней окружности чертим хорды 1-1', 2-2',..., параллельные гори­зонтали (линии почвы). Пересечение продолжений хорд с одноименными вер­тикальными линиями, проведенными из точек 1, 1', 2, 2' и т. д. диаметра диска, образуют профиль борозды. Аналогично строим профиль борозды для дру­гих дисков.

Отмечаем на профиле борозды глубину обработки а, обозначаем расстояние между гребнями s и замеряем высоту гребней сд = 80мм. Последнее значение заносим в таблицу 1. Замеряем диаметр диска на уровне поверхности поля Da= 565,69мм.

Находим площади F, F1 и f1 с помощью САПР (Компас-3D), и рассчитываем действительную равномерность об­работки почвы по глубине дисковыми орудиями:

 По результатам расчетов строим график зависимости высоты греб­ней и равномерности обработки почвы по глубине дисковыми орудиями от угла атаки (угол атаки берем из задания). На графике откладываем допустимое по агротребованиям значение высоты гребней, и определяем допустимое зна­чение угла атаки. На листе формата А1 (на котором выстроен профиль дна бо­розды) в масштабе строим указанную зависимость.

Из графика видно что чем больше угол атаки α, тем меньше глубина обработки почвы, и тем больше коэффициент равномерности обработки почвы.

2.2 Расчет геометрических параметров дискового рабочего органа

Проведенные ранее расчеты позволили получить значения диаметра диска D и радиуса кривизны сферической поверхности R.

Радиус кривизны рабочей поверхности диска является одним из важней­ших параметров, определяющих качество обработки почвы. Чем меньше радиус кривизны, тем диск интенсивнее воздействует на почвенный пласт, лучше его оборачивает и сильнее разрушает.

Угол ε находим из выражения:

Толщина сферических дисков (в мм) определяется эмпирической зависи­мостью:

принимаем

Исходя из варианта задания, выбираем схему рабочего органа, в нашем случае это лущильник. И по ниже приведенным формулам рассчитываем основные геометрические параметры диска.

Исходя из условия D>450, в нашем случае D = 600мм >450 принимаем a = (1/15)×D = (1/15)×600 = 40 мм, d3 = (1/4)×D = (1/4)×600 = 150 мм, d4 = (1/10)×D = (1/10)×600 = 60 мм, Также берем r = 4мм, r1 = 7мм, ω = i + φ = 21 + 31 = 520

Строим на формате А1 (второй лист) диск и разрез, с обозначением всех необходимых параметров.

2.3 Тяговое сопротивление и силовые характеристики дисковых рабо­чих органов

Удельное тяговое сопротивление дисковых почвообрабатывающих агрега­тов, работающих на глубину а = 6 - 8 см, отнесенное к 1 м ширины захвата, в за­висимости от влажности, твердости и механического состава почвы, может со­ставлять q = 1,4 - 8 кН/м.

Элементарные сопротивления почвы, возникающие на рабочей поверхно­сти и лезвии вертикально установленного сферического диска, не имеют одной равнодействующей силы, они могут быть приведены к динаме, а также к двум перекрещивающимся силам R' и R" (рис. 4). Сила R' лежит в вертикальной плоскости и проходит на расстоянии р от оси вращения диска. По малости пле­ча р, являющегося радиусом круга трения подшипников, можно считать, что сила R проходит через ось вращения диска.

Сила R" параллельна оси вращения дисков, она находится на расстоянии h от дна борозды, равном примерно половине глубины хода дисков а, и на рас­стоянии впереди вертикальной плоскости, проведенной через ось вращения дисков. Отрезок мал и его можно приравнять к нулю.

Представить сопротивление почвы, возникающее при работе диска, пере­крещивающимися силами R' и R" удобно как для силового расчета, так и для стендовых нагружений батареи дисков.

Давление почвы на диск можно представить тремя составляющими Rx, Ry и Rz.

Значения коэффициентов m и n, необходимых для определения величины слагающих Ry и Rz борон и лущильников по известному усилию Rx выбираем по таблице 2. Усилие Rx и угол наклона силы R' выбираем из таблицы прило­жения 4 по вариантам для раздела 2.3.

Выбираем данные исходя из задания:

Диаметр диска D = 450 мм; угол установки (атаки) α = 250; Глубина обра­ботки а = 9 см; m = 0,58; n = 1,13; Rx = 370 Н, угол v приложения силы R,= 420

Находим значение Ry и Rz:

Находим значение сил Ry и Rz. Строим в масштабе исходя из полученных данных схему сил, действующих да диск. Строим диск в двух проекциях (на втором листе А1). На рисунке откладываем поверхность почвы. Из центра ок­ружности проводим линию действия силы R' под углом v. Из этой же точки откладываем в масштабе (Н/мм) силу Rz. Перпенди­кулярно действию этой силы проводим линию до пересечения с линией дейст­вия силы R'. Точку пересечения этих линий соединяем с центром диска. Полу­чим вектор искомой силы R'. Находим ее численное значение. Откладываем проекцию вектора R". На этой плоскости он будет проецироваться в точку, ко­торая располагается на 2/За вверх от дна борозды по оси диска. Проведя из конца вектора R' линию перпендикулярную к поверхности почвы до пересече­ния с горизонтальной осью диска найдем силу R'xy. Найденную силу перенесем на вторую проекцию диска. На этой проекции диска откладываем в масштабе силы Rx и Ry. Геометрическая сумма этих сил дает нам силу R. Гео­метрическая разница между вектором R и R'xy и будет вектором силы R". Най­денные значения сил R' и R" иcпoльзyют проектировщиками для подбора под­шипников и расчета подшипниковых узлов дисковых батарей.

 Графически определили величины сил R' = 320,7Н, и R" = 364,4H.

Вывод

В результате проделанной курсовой работы я научился проводить анализ работы дискового орудия. Диаметр рассчитываемого мной диска D = 600 мм, R = 582,48 мм. Нашел теоретическую высоту гребней , построил профиль борозды. И оценил качество работы дискового орудия по равномерности обработки почвы по глубине

По результатам расчетов построил график зависимости высоты гребней и равномерности обработки почвы по глубине дисковыми орудиями от угла атаки. Из графика видно что при угле атаки α = 150 глубина с = 18,5см, изменив его на α = 350 мы получим с = 1,9 см. Чем больше угол, тем меньше будет глубина обработки, и тем больше коэффициент равномерности обработки почвы η.

Также я научился рассчитывать геометрические параметры дискового орудия.

Разобрался в силовых характеристиках дискового орудия. Нашел неизвестные силы R' = 320,7Н, и R" = 364,4H.

Литература.

1. Сельскохозяйственные машины. Практикум / Под ред. .П. Тарасенко -М.: Колос, 2000.

2. Любимов А.И., Воцкий З.И., Бледных В.В., Рахимов P.P. Практикум по сельскохозяйственным машинам. - М: Колос, 1997.

3. Нартов П.С. Дисковые почвообрабатывающие орудия. - Воронеж.: Из­дательство Воронежского университета, 1972.

4. Стрельбицкий В.Ф. Дисковые почвообрабатывающие машины. - М: Колос, 1978.

5. Булавин С.А., Рыжков А.В. Сельскохозяйственные машины. Методиче­ские указания для выполнения практических работ. - Белгород.: Издательство Белгородской ГСХА, 2007.

Страницы: 1, 2