1.4 Выводы по разделу
Проанализировав основные виды зерноуборочных комбайнов, выявились явные недостатки в их работе. Поэтому с целью улучшения показателей работы зерноуборочного комбайна, а также для устранения недостатков необходимо его модернизировать. Мы предлагаем модернизировать систему воздушно-решетной очистки зерноуборочного комбайна Енисей-1200.
2. Конструкторская разработка
2.1 Агротехнические требования, предъявляемые к уборке зерновых
Допустимая скорость движения агрегатов при скашивании в валки – 9…14 км/ч, при подборе и обмолоте – до 7 км/ч, при прямом комбайнировании – до 8 км/ч. Скашивание в валки производят в фазе восковой спелости при влажности зерна на корню 35…38%. Уборку прямым комбайнированием начинают только при полной спелости зерна (влажность 15…18%). При неблагоприятных погодных условиях иногда подборку и обмолот приходится начинать и при более высокой влажности (20…25%). Для раздельной уборки выделяют поля, имеющие достаточную густоту и высоту хлебостоя.
Высота среза хлебной массы при кошении в валки составляет 15…25 см, при скашивании низкорослых и засорённых хлебов – 8…12 см, при скашивании зернобобовых культур – 5…6 см. При прямом комбайнмровании она не должна превышать 15 см. Полегшие хлеба убирают жатками, оборудованными стеблеподъёмниками и эксцентриковым мотовилом при минимально допустимой высоте среза. Хлебную массу скашивают в валки на полную ширину захвата жатки с допустимым уменьшением до не более 6%, при прямом комбайнировании – до 10…12%. Валок хлебной массы должен быть сплошным, равномерным по ширине и толщине и прямолинейным; его плотность, т.е. массу на единицу длины валка (1 м) устанавливают в зависимости от урожайности, прочности валка и условий сушки.
Уборку надо проводить в сжатые сроки и без потерь. Зерно повышенной влажности и засорённости подлежит дополнительной подработке на зерноочистительных – сушильных установках. Дробление и обрушивание семенного зерна не должны превышать 1%, фуражного зерна – 2%, крупяных и зернобобовых культур – 3%. Копны соломы необходимо выгружать ровными рядами, параллельно короткой стороне загона. При укладки по полю для прессования солому собирают в правильные валки.
2.2 Описание модернизируемого комбайна
Зерноуборочный комбайн Енисей-1200М (рисунок 2.1) снабжен двухбарабанным молотильно-сепарирующим устройством. Его применяют для уборки зерновых в условиях повышенной влажности хлебной массы [9].
Рисунок 2.1 - Зерноуборочный комбайн Енисей – 1200: 1 - делитель; 2 - мотовило; 3 - жатка; 4 - шнек жатки; 5 - наклонная камера; 6 - приемный битер; 7 - дека; 8 - первый молотильный барабан; 9 - козырек;10 - поперечные пластины; 11 - распределительный шнек; 12 - бункер; 13 - выгрузной шнек;14 - верхний колосовой шнек;15 - отбойный битер; 16 - промежуточный битер;17 - второй молотильный барабан; 18 - двигатель;19 - клавишный сепаратор соломистого вороха; 20 - соломонабиватель; 21 - копнитель 22 -половонабеватель;23 - мост управляемых колес;24- колосовой шнек;25 - верхнее решето;26 - нижнее решето;27 - нижний решетный стан; 28 - зерновой шнек; 29 - транспортная доска; 30 - вентилятор очистки; 31 - мост ведущих колес;32 - гидроцилиндр подъема жатки; 33 - цепочно-планчатый транспортер; 34 - башмак жатки;35 - режущий аппарат
Комбайн состоит из следующих основных частей: жатки с наклонной камерой, молотилки, оборудования для уборки незерновой части урожая,устройства для разрушения сводообразования малосыпучего вороха, ходовой и гидравлической систем, моторной установки, кабины с механизмами управления и контроля. Воздушно-решетные очистки, как правило, оснащены двумя плоскими жалюзийными решетами с возвратно-колебательным движением в одном (двух) станах и устройством для улавливания необмолоченных колосьев.
В воздушно-решетных очистках отечественных зерноуборочных комбайнов мелкий зерновой ворох сепарируется с подбрасыванием его и обдувом в начале первого жалюзийного решета и разделением по размерам на втором жалюзийном решете с обдувом наклонным воздушным потоком.
Удельная нагрузка на 1 м2 воздушно-решетных очисток зерноуборочных комбайнов достигает 3 кг/с и выше при содержании соломистых примесей в мелком зерновом ворохе 40...50% и более. Толщина плотного слоя мелкого зернового вороха, перемещающегося по грохоту на первое жалюзийное решето очистки, достигает 300 мм. Так как аэродинамическое сопротивление толстого слоя мелкого зернового вороха на воздушно-решетной очистке велико, то вынос половы и сбоины наклонным воздушным потоком, создаваемым вентилятором, без дополнительных воздействий невозможен.
С увеличением удельной нагрузки на первое жалюзийное решето воздушный поток смещается к его концу, что неблагоприятно для процесса разделения и сепарации вороха. Потери зерна за очисткой резко возрастают, начиная с определенной удельной подачи мелкого зернового вороха на решето, при которой слой вороха уже слабо взрыхляется воздушным потоком и колебаниями решета 10].
Существенным недостатком имеющегося вариатора комбайна Енисей-1200 является его регулировка: механическим способом и более того в ручную, необходимо останавливать контрпривод, комбайнеру пройти проконтролировать потери за комбайном и чистоту зерна в бункере, после этого уже производить регулировку ведущего шкива вариатора в сторону либо увеличения, либо уменьшения частоты вращения вала вентилятора.
Лучшим вариантом модернизации очистки комбайна послужит увеличение диапазона регулирования частоты вентилятора, так как это разрушит то скопление вороха, которое образуется в начале первого решета. Нами предлагается эффективный метод управления вариатором привода вентилятора посредством гидравлического цилиндра.
Таким образом, регулировку частоты вращения вентилятора модернизированного комбайна можно осуществлять посредством стандартного клиноременного вариатора с гидравлическим управлением. Поэтому предлагается внедрить датчики потерь и бортовой компьютер, управляющие частотой вращения вентилятора.
Работает предлагаемая конструкция следующим образом. Зерно сходит с очистки и с соломотряса об этом сигнализируют пьезоэлектрические датчики на расположенный сзади модуль потерь. Тот в свою очередь дает импульс на бортовой компьютер, который обрабатывает результаты всех датчиков, и на основе проработанных, вложенных программ и алгоритмов дает сигнал на исполнительный механизм-цепочку – электрогидравлический распределитель и гидроцилиндр на вариаторном узле вентилятора. Скорость ведомого шкива увеличивается или уменьшается, в зависимости от показания датчиков потерь.
Принцип действия клиноременного вариатора с дистанционным управлением основан на синхронном изменении рабочих диаметров ведущего ведомого шкивов в процессе их вращения при помощи гидроцилиндра рис. 2.2. Подвижные диски установлены с противоположенных сторон, чтобы при изменении из положения плоскость движения ремня оставалась перпендикулярной осям вращения шкивов [11].
Рисунок 2.2 -Гидроцилиндр управления вариатором: 1 – шток запорного клапана; 2 – уплотнительное кольцо; 3 – пробка; 4 – втулка; 5 – манжета; 6 – замковая шайба; 7 – упорное кольцо; 8 – шток гидроцилиндра
Привод вентилятора осуществляется при помощи клиноременных передач (рис. 2.3)
Рисунок 2.3 - Схема привода вентилятора: 1 – шкив вентилятора; 2 – клиновые ремни; 3 – вариаторный узел
Общий вид модернизированного вариаторного узла представлен в графической части проекта.
Расчет вентилятора сводится к тому чтобы увеличить диапазон регулирования, значит необходимо рассчитать привод, потом собственно сам вентилятор, ну а после рассчитать оси на напряжения и действующие силы.