- •1.0. Обоснование основных параметров и анализ технологических свойств лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга
- •1.1. Способы образования лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга
- •1.3. Обоснование параметров направляющей кривой
- •1.4. Углы γ образующих со стенкой борозды и законы их изменения
- •2. Рабочее сопротивление плугов и определение числовых характеристик тягового сопротивления рабочих органов почвообрабатывающих машин
- •2.1. Сила тяги плуга
- •2.2. Определение коэффициентов формулы в.П. Горячкина на основе опытных данных
- •3. Обеспечение устойчивости хода навесного плуга по глубине и ширине захвата
- •3.1. Силы, действующие на плуг
- •3.2. Равновесие навесного плуга в вертикально-продольной плоскости
- •Основные показатели плугов с изменяемой шириной захвата
- •3.3. Уравновешивание плуга в горизонтальной плоскости
- •4. Основные технологические показатели работы почвенной фрезы
- •4.1. Уравнение движения ножа фрезы
- •4.2. Скорость резания и абсолютная скорость движения рабочего органа
- •4.3. Гребнистость дна борозды
- •4.4. Длина пути резания
- •4.5. Угол установки рабочего агрегата
- •4.6. Мощность, необходимая для работы фрезы
- •5. Изучение свойств зубового поля бороны
- •5.1. Назначение и основные типы борон
- •5.2. Агротехнические требования к размещению зубьев бороны
- •5.3. Обоснование формы зубового поля бороны
- •5.4. Обоснование основных параметров зубового поля бороны
- •5.5. Основные выводы
- •5.6. Компьютерная программа анализа зубового поля бороны
- •5.7. Контрольный пример работы по программе «Борона (Borona)»
- •Контрольные вопросы
- •6. Обоснование основных параметров дисковых рабочих органов почвообрабатывающих машин
- •6.1. Классификация и характеристика основных типов дисковых орудий
- •6.2. Обоснование параметров сферических дисков
- •6.3. Расстановка дисков в батарее
- •6.4. Тяговое сопротивление дисковых рабочих органов
- •6.5. Условия равновесия дисковых машин
- •6.6. Возможности компьютерной программы «Диски» при анализе работы сферических дисков
- •7. Обоснование основных параметров рабочих органов культиваторов
- •7.1. Обоснование формы лапы культиватора
- •7.2. Размещение лап на раме культиватора
- •8. Технологический процесс, осуществляемый центробежными дисковыми рабочими органами машин для внесения удобрений
- •8.1. Уравнение движения удобрений по лопасти диска
- •8.2. Определение дальности полета удобрений, рассеваемых центробежным диском
- •9. Технологический процесс, осуществляемый зерновой сеялкой
- •9.1. Истечение семян через отверстия питающих емкостей
- •9.2. Определение рабочего объема катушки, обеспечивающего заданную норму высева семян
- •9.3. Вынос семян катушечным высевающим аппаратом
- •9.4. Процессы бороздообразования и заделки семян в почву сошником
- •9.5. Устойчивость сошника
- •9.6. Динамическая модель сошника
- •9.7. Характеристика функций внешних возмущений, действующих на механическую систему в условиях нормального функционирования
- •9.8. Возможности компьютерной программы "Сеялка, (Sejlka)" при анализе работы посевных машин
- •1. Определение характеристик технологического процесса работы мотовила уборочных машин
- •1.2. Кинематика мотовила
- •1.3. Условие входа планки в хлебную массу и обоснование параметров мотовила
- •1.4. Совместная работа мотовила с режущим аппаратом
- •Определение величины пучка стеблей, захватываемых планкой
- •2. Анализ технологического процесса кошения растений
- •2.1. Обоснование скорости ножа при резании растений
- •2.2. Механизмы привода режущих аппаратов и их характеристика
- •2.2.1. Кривошипно-шатунный механизм
- •2.3. Диаграмма движения сегмента
- •2.4. Обоснование формы сегментов режущих аппаратов с возвратно-поступательным движением ножа
- •2.5. Анализ работы аппаратов для бесподпорного среза растений
- •2.6. Расчет мощности, необходимой для привода режущего аппарата
- •Литература
- •3. Анализ технологического процесса обмолота зерна
- •3.1. Физико-механические свойства колосовых культур
- •Пропускная способность молотильного аппарата
- •3.2. Динамическое уравнение барабана и его анализ
- •3.3. Скорость хлебной массы в подбарабанье
- •3.3. Модель процессов обмолота и сепарации зерна через решетку подбарабанья
- •4. Анализ технологического процесса выделения зерна на соломотрясе
- •4.1. Основные типы соломотрясов
- •4.2. Кинематические характеристики клавишного соломотряса
- •4.3. Основные уравнения соломотряса
- •4.3.1. Первое основное уравнение соломотряса
- •4.3.2. Второе основное уравнение соломотряса
- •4.4. Обоснование кинематического режима соломотряса
- •4.5. Уравнение сепарации зерна и определение потерь урожая при использовании соломотряса
- •Пример обоснования основных размеров соломотряса, для комбайна с пропускной способностью 5 кг/с.
- •5. Анализ технологических показателей и обоснование режимов работы грохота уборочных машин
- •5.1. Взаимодействие плоского решета с обрабатываемой средой при просеивании компонентов смеси
- •5.2. Уравнение движения рабочей поверхности грохота
- •5.3. Дифференциальные уравнения относительного перемещения вороха по поверхности решета
- •5.3.1. Дифференциальное уравнение относительного перемещения вороха для правого интервала
- •5.3.2. Дифференциальное уравнение относительного перемещения вороха для левого интервала
- •5.4. Анализ дифференциальных уравнений относительного перемещения материала по грохоту
- •5.4.1. Условия сдвигов вверх по решету
- •5.4.2. Условия сдвигов вниз по решету
- •5.4.3. Условия отрыва вороха от решета
- •5.5. Скорость относительного перемещения материала по поверхности грохота
- •5.6. Толщина слоя вороха на решете грохота
- •Литература
- •6. Вентиляторы, их теория и расчет
- •Влияние формы лопастей вентилятора на основные показатели его работы
- •Основные соотношения вентиляторов
- •Механическое подобие вентиляторов
- •Характеристики вентиляторов
- •Универсальные характеристики
- •Пример расчета основных параметров вентилятора методом подобия
- •7. Анализ технологического процесса сушки сельскохозяйственных материалов
- •7.1. Характеристика свежеубранного зерна
- •7.2. Зерно как объект сушки
- •7.2.1. Влажность зерна и формы связи влаги с семенами
- •7.2.2. Теплофизические свойства семян и зерновой массы
- •7.3. Основные свойства воздуха как агента сушки
- •7.3.1. Влажность воздуха
- •7.3.2. Теплофизические характеристики влажного воздуха (теплоносителя)
- •7.4. Взаимодействие воздуха и высушиваемого материала
- •7.4.1. Статика процесса сушки
- •7.4.2. Кинетика процесса сушки
- •7.4.3. Динамика процесса сушки
- •7.5. Определение основных технологических показателей процесса сушки
- •Литература
- •8. Составление схемы очистки семян сельскохозяйственных культур
- •8.1. Требования, предъявляемые к семенному и продовольственному зерну
- •8.2. Основные принципы и приемы очистки и сортирования зерна
- •8.3. Закономерности изменения физико-механических свойств семян
- •8.4. Составление схемы очистки семян
- •8.5. Определение вероятностных характеристик очистки семян
- •9. Анализ технологических свойств цилиндрического триера
- •9.1. Форма ячеек триера
- •9.2. Движение зерна внутри ячеистого цилиндра
- •9.2.1. Определение границ зоны выпадения семян из ячеек
- •9.2.2. Движение частиц после отрыва от ячеистой поверхности
- •9.2.3. Зависимость формы траекторий от показателя кинематического режима работы триера
- •9.3. Обоснование основных размеров триера
- •Пример обоснования размеров цилиндрического триера
1.4. Совместная работа мотовила с режущим аппаратом
Технологический процесс, осуществляемый жаткой, может быть выполнен с меньшими потерями урожая, если возможно большее количество растений будет захвачено граблинами мотовила, поднято и подведено к режущему аппарату, удержано в момент резания и отброшено к шнеку. К сожалению, не все стебли растений подводятся планками к режущему аппарату и удерживаются в момент их среза, так как число планок и частота вращения мотовила ограниченны. Взаимодействие мотовила с ножом может быть охарактеризовано величиной пучка стеблей х, фазами работы режущего аппарата с участием мотовила 1, холостой работой ножа 2 и работой ножа без участия мотовила 3 (рис. 5).
Иногда для оценки работы мотовила определяют относительную продолжительность фаз совместной работы:
1 = 1 100/xz;
2 = 2 100/xz;
3 = 3 100/xz. (8)
|
Рис. 5. Схема определения фаз совместной работы мотовила с ножом при нормальной установке мотовила (без выноса вперед) |
Определение величины пучка стеблей, захватываемых планкой
Из схемы (рис. 3) следует, что
х = х1 - х2,
где x1 - координата конца планки мотовила в момент входа в хлебную массу;
x2 - координата планки в момент начала резания, в случае, когда мотовило установлено над линией ножа;
x1 = VM t1 + Rcos1,
x2 = VM . t2 + Rcos2.
Учитывая, что
VM = R/, sin1 = 1/,
а, следовательно,
,
и что 2 = /2, можно получить:
;
,
тогда
.
Если обозначить
, (9)
то
. (10)
Таким образом, величина пучка, захватываемого планкой, будет возрастать с увеличением радиуса мотовила и кинематического показателя (чем больше , тем шире петля трохоиды).
Определение фазы 1. Из рис. 5 следует, что
, (11)
где t - время перерезания пучка стеблей, захваченных планкой;
- угол поворота мотовила за время среза стеблей.
С другой стороны,
1 = mp - mк = х - htg Q= (R S/) – h tg Q. (12)
Приравнивая правые части равенства (1.11) и (1.12), можно получить
. (13)
Данное уравнение связывает две неизвестные величины и Q. Их можно объединить еще одним соотношением. Из О1С1В1 по теореме синусов следует:
,
или
тогда
. (14)
Если синус суммы двух углов представить в развернутом виде, то
.
Разделив правую и левую части уравнения на cos Q, можно определить Q:
.
Откуда
. (15)
После подстановки найденного значения tg Q в формулу (13) получается уравнение с одним неизвестным:
,
или
. (16)
Решив уравнение относительно , можно найти величину 1 по соотношению 11. Сумма фаз 1 и 2 составляет (рис.5) пучок х, поэтому
. (17)
Наконец, фаза работы ножа без участия мотовила:
. (18)
Таким образом, определены все величины, которые могут быть, использованы для характеристики совместной работы мотовила с ножом при нормальной установке мотовила.
Пример расчета
Обосновать основные параметры и технологические показатели работы мотовила для следующих исходных данных:
Объект уборки – зерновые культуры
lmin = 35 см; lmax = 150 см; hmin = 10 см; hmax = 20 см; Vм = 5 км/ч.
Радиус мотовила
Кинематический показатель при нормальных условиях работы равен 1,5…1,7, пусть = 1,6.
Н – минимальный зазор между планкой и ножом, Н = 2..3 см.
см.
Пределы установки мотовила по высоте
м.
м.
Частота вращения мотовила
м/с,
поскольку , томин-1.
Путь машины за время оборота мотовила
м.
Шаг следований петель трохоиды ,
где z – число планок мотовила (обычно 5…6), пусть z = 6.
м.
Пучок стеблей и фазы совместной работы желательно найти графически, а затем сравнить с результатами расчетов на ЭВМ.
Рекомендуемый масштаб 1:20, схема разместится на тетрадном листе (рис. 6)
Рис. 6 Графический метод построения траекторий и характеристик работы мотовила
Порядок построения:
а). изобразить окружность радиусом R, разбить ее на 12 частей (1, 2,…12);
б). вдоль горизонтального диаметра отложить отрезок хм и разбить на 12 частей (1, 2, 3 и т.д.);
в). из точек 1, 2…12 циркулем с раствором R сделать засечки на горизонталях, проводимых через точки 1, 2, 3…12;
г). соединив точки пересечений можно построить траекторию;
д). выбрать характерную для региона высоту растений (0,6…0,8 м) и в масштабе отложить это расстояние от точки петли трохоиды, соответствующей максимальной хорде вертикально вниз. Нижняя точка отрезка определит уровень поверхности поля на чертеже.
е). определить горизонтальную линию, по которой будет перемещать нож (h = 10…20 см) в зависимости от высоты стеблестоя;
ж). построить траекторию соседней планки аналогично пункту «в»;
и). измерить величину пучка стеблей и приближенное значение фаз совместной работы мотовила с ножом 1, 2, 3 и соответствующие значения относительных показателей 1,2,3.
7. Более сложные модели взаимодействия мотовила со стеблями и ножом (с учетом выноса мотовила за линию ножа, полеглости и густоты стеблестоя) можно рассмотреть в источниках [1, 2] или путем проведения вычислительного эксперимента по компьютерной программе «Motovilo».
8. В отчете указать влияние основных факторов на повышение степени полезности мотовила в виде конкретных значений.
Литература
Б.Г. Турбин и др. Сельскохозяйственные машины. Л.: Машиностроение, 1967, - 583 с.
А.Ф. Кошурников и др. Анализ технологических процессов, выполняемых сельскохозяйственными машинами, с использованием ЭВМ. Часть 2. Пермь, 1998, 370 с.