4 Определение регулировочных параметров мотовила

Мотовило обеспечивает подвод стеблей режущему аппарату, удержание их в период среза и подачу их к транспортирующим устройствам.

Качество работы мотовила зависит от радиуса мотовила R, высоты H оси мотовила относительно режущего аппарата в вертикальной плоскости и выноса C в горизонтальном направлении и показателя кинематического режима λ.

Показатель кинематического режима λ определяется отношением окружной скорости планки мотовила к поступательной скорости машины:

λ = ωмR/Vм.

Для определения параметров мотовила выполняем следующие расчеты и графические построения.

4.1. Определяем показатель кинематического режима:

где l_ср –– длина срезаемой части стебля, м;

R –– радиус мотовила,м; R=0,55 м (приложение таблица П1).

Длина срезаемой части стебля определяется как

l_ср = L –h = 0,67 – 0,14 = 0,53 м,

где Lср – средняя высота хлебостоя, м; Lср =0,67м (из задания);

hср - средняя высота среза, м; h_cp=0,14м (из задания);

4.2. Определим значений показателя кинематического режима в зависимости от предельных значений длин срезаемой части и высоты среза:

где lср max – максимальная длина срезаемой части стебля, м;

lср min – минимальная длина срезаемой части стебля, м.

Максимальная и минимальная длина срезаемой части стебля находятся по выражениям:

;

где Lmax, Lmin – соответственно максимальная и минимальная высота стебле-

стоя, м;

hmax, hmin - соответственно максимальная и минимальная высота среза

хлебостоя, м.

L _{mаx, min} = L ± ∆L

L _mаx = 0,67 + 0,3 = 0,7м;

L _min = 0,67 - 0,03 = 0,64м.

h_mаx = 0,14+0,04=0,18 м;

h_min = 0,14-0,04=0,1 м.

4.3. Проверим максимально допустимое значение показателя кинематического режима из условия невымолота зерна из колоса планкой мотовила в момент взаимодействия ее с колосом

где V_у –– допустимая скорость удара планки мотовила, м/с. Принимаем

V_у = 4,4м/с;

V_м –– скорость машины V_м=0,707м/с .

Потери зерна pм от вымолота планками мотовила не должны превышать 0,2%, а допустимая скорость удара V_у в зависимости от влажности зерна w для различных культур может быть определена из графика рисунка 5.1. Принимаем для ржи V_у = 4,4 м/с.

Сравниваем предельно допустимое значение показателя кинематического режима λпр при принятой скорости комбайна со значением λmax. Для дальнейших расчетов принимаем наименьшее.

λпр > λmax

Для дальнейших расчетов принимаем значение λmax = 1,34.

4.4. Определим пределы варьирования частоты вращения мотовила с учетом значений кинематического режима _min и _max:

мин ^{– 1},

мин ^{– 1}.

Вывод: Сравнивая полученные значения nм min и nм max с техническими параметрами привода мотовила (приложение таблица П1) видим, что данный механизм привода может обеспечить частоту вращения мотовила необходимую для уборки ржи при данных условиях.

4.5. Определим высоту установки оси мотовила над режущим аппаратом.

Средняя высота установки оси мотовила

.

Учитывая, что высота установки мотовила зависит от высоты стеблестоя, минимальный и максимальный пределы установки оси мотовила относительно режущего аппарата будут:

,

._.

4.6. Максимальную высоту установки мотовила над режущим аппаратом, проверим из условия обеспечения касания планки стебля выше центра его тяжести, но ниже колоса

м,

где k = 2/3 - для прямостоящего нормального и высокого хлебостоя;

k = 1/2 - для короткостебельного хлебостоя.

4.7. Минимальную высоту установки оси мотовила проверим на обеспечения минимально допустимого зазора между планкой мотовила и режущим аппаратом:

Н_min >R+(0,1…0,15) = 0,55 + 0,12=0,67 м.

0,87 ≥ 0,67м.

Величина перемещения оси мотовила по вертикали, которую должен обеспечить механизм:

ΔH = Hmax – Hmin = 0,95– 0,67 = 0,28 м.

Вывод: Сравнивая полученные параметры установки мотовила с технической возможностью жатки (приложение таблица П1) видим, что данный механизм может обеспечить необходимую высоту оси мотовила для уборки ржи при данных условиях.

4.8. Построить траекторию конца планки мотовила (формат A3 графической части курсового проекта) для показателей Lср, hср и ср.

Порядок построения следующий:

• определить положение луча планки через равные промежутки времени, для чего радиусом R, в выбранном масштабе, провести окружность и определить путь машины за один оборот мотовила по выражению:

м;

• отложить от центра окружности путь S_o и разделить на 12 частей, пронумеровав полученные точки 0, 1, 2, 3 и т.д.;

• из точек 0, 1, 2, 3 и т. д. провести прямые линии параллельно направлению движения оси мотовила, затем из точек 0, 1', 2', 3' и т.д. радиусом R сделать засечки на соответствующих прямых, проведенных из точек 0, 1,2,3 и т. д.;

• полученные методом засечек точки 0, 1, 2, 3 и т. д. соединить плавной кривой, которая и будет представлять траекторию планки (трохоиду).

4.9. Определим коэффициент воздействия мотовила на стебли:

где Sz - шаг мотовила.

Шаг мотовила определяется по выражению:

м,

где Z - число планок мотовила, Z=5(приложение таблица П1).

Для определения коэффициента воздействия планки мотовила на стебли из графического построения определим теоретическую ширину b полоски стеблей и вынос оси мотовила C относительно режущего аппарата, для этого:

• проведем линию, представляющую поверхность поля на расстоянии

Н_ср + h _ср от линии перемещения оси мотовила;

• определим положение стебля в момент входа планки мотовила в хлебостой, для чего проведем касательную к петле трохоиды, обозначим точку m и от нее отложим величину ma равную длине стебля L_cр;

• из точки m радиусом, равным L_ср проведем дугу, обозначим на второй ветви петли трохоиды точку d, которая соответствует выходу планки из стеблестоя;

• на полученной схеме обозначим и определим значения:

- теоретическую ширину b полосы стеблей, срезаемых при воздействии планки;

- максимальный вынос мотовила по горизонтали C_max, для чего из точки d радиусом R выполним засечку на линии движения центра мотовила (точка d' ) и замерим расстояние по горизонтали между точками d' и e (e - положение режущего аппарата);

- расстояние С, равное отрезку горизонтальной прямой от центра оси мотовила d до точки d' выхода планки из стеблестоя.

Определить b_d с учетом коэффициента взаимодействия стеблей  по формуле:

b_d = b =0,07 ·1,7 = 0,21м.

Коэффициент  учитывает взаимодействие стеблей в зависимости от густоты растений, высоты стеблестоя, жесткости стеблей и глубины погружения планки. На густом длинном стеблестое значение коэффициента  больше, на редком и коротком - меньше ( = 1,0 - 1,7). Примем .

Коэффициент  при С определяется по выражению:

Анализируя данное выражение, следует сделать вывод, что  зависит как от конструктивных (Z,R), так и от регулируемого параметра С. При увеличении выноса оси мотовила вперед коэффициент  увеличивается до определенного значения, определяемого расстоянием С.

Исследуя данную зависимость на экстремум получим

Подставляя Сmax в выражение для , получим аналитическое выражение определения  при максимальном выносе:

При расположении оси мотовила над режущим аппаратом, т.е. при С=0, коэффициент воздействия планки мотовила на стебли следует определять по выражению:

Вывод: На величину коэффициента воздействия планки мотовила на стеблестой влияет вынос оси мотовила. Причем с ростом выноса оси мотовила растет и коэффициент воздействия .