5. Расчет и анализ работы режущего аппарата

Цель анализа определить скорость начала и конца резания лезвием сегмента и сравнись ее с допустимой скоростью, которая для основных зерно­вых культур должна быть не менее 1,5 м/с; построить графики траектории точек лезвия сегмента, пробега активной части лезвия и графики высоты стерни для стеблей, расположенных по линии m— т крайней кромки противорежущей пластины и линии т'— m', смещенной относительно этой кромки на некоторое расстояние S'(задается ).

Современные зерноуборочные комбайны снабженные однопробежными режущими аппаратами нормального резания с одинарным ходом ножа, у которых, шаг сегментов и шаг пальцев равны между собой, т.е. t =t₀= 76 мм., а ход ножа S = t =t₀, и некратным ходом ножа, при котором S = кt = кt₀,

где к =1,115 – для комбайна КЗ-12.

Исходными данными для выполнения этой части работы являются:

V_м- рабочая скорость машины, м/с. которая определена выше, исходя из пропускной способности молотильного аппарата, соломотряса и очистки;

п - частота вращения вала кривошипа, или колебании механизма ка­чающейся шайбы, или механизма привода водила (берется из технической характеристики комбайна соответственно заданному варианту):

- размеры сегмента и противорежущей части пальца (пластины), которые в соответствии с рисунком, для комбайна приведены ниже. Рабочая часть сегмента ,

где m- нерабочая часть лезвия сегмента, что обусловлено перекрытием режущей части имеющимися на пальцах выступами.

Размерные характеристики сегментов и противорёжущей части пальца режущего аппарата комбайна КЗ-12

t=76мм, l=15мм, b=80мм, f=32мм, b₂=18мм, b₁=22мм, h=52мм, S=88мм, m=0.

Размерные характеристики сегмента ножа и противорежущей пластины части пальца режущего аппарата

Последовательность анализа работы режущего аппарата:

1. Построить график скорости резания в масштабе, для чего:

• вычертить рабочую часть сегмента с лезвием АВ и элементы противорежущей части пальца, при , со смещением оси сегмента и пальца на величину :

• Выбрать для построения графика скорости резания начало координат в точке А;

• На расстоянии , провести осевую линию и вычертить противорежущую часть (пластину):

• от точки А отложить r = S/2 и определить положение точки О:

• с центра в точке О провести полуокружность радиусом кривошипа r = S/2, при S=t₀ ось противорежущей части и полуокружности совпадает, при S=к t₀ ось полуокружности и противорежущей части пальца не совпадает.

• определить из графика ординаты скорости начала и конца резания. Процесс резания растения происходит по принципу ножниц, поэтому начало резания произойдет в момент встречи точки А лезвия АВ с противорежущей частью (пластиной) пальца в точке А₁ и займет положение А₁В₁.

При перемещений ножа па величину начала резания —- координата скорости соответственно равна Резание закончится, когда точка В лезвия встретиться с противорежущей частью пальца, а лезвие сегмента АВ займет положение А₂В₂, а нож переместится на величину координаты конца резания и координата скорости равна ;

•рассчитать истинные значения скоростей резания по выражениям:

с^-1

V_н = 0,0425·58,3 = 3,62м/с,

V_к = 0,0385·58,3 = 3,28м/с,

2. Строим график пробега одной из точек лезвия, например, точки А, для чего:

• вычертить в принятом масштабе рабочую часть сегмента на расстоянии S= к t =к t₀ противорежущую часть пальцев на расстоянии t=t₀, определить положение сегмента с режущей кромкой АВ и противорежущей части пальца;

• от точки А отложить ход ножа S провести полуокружность r = S/2, которая в данном случае представляет траекторию центра пальца кривошипа при одном ходе ножа;

• определить величину перемещения машины за одни ход, ножа — подачу L машины

• разделить полуокружность на несколько равных частей (не менее шести) обозначив полученные точки 0,1,2...6; расстояния от начала хода (точка А) до проекции точек на ось ОХ представляют перемещение ножа при повороте кривошипа на соответствующий угол.

• отложить по направлению движения машины (ось OZ) подачу L машины и разделить ее на столько же равных частей, что и полуокружность, обозначив соответственно точки 0’, 1’…6’;

• провести из точек0,1, 2 ...6 на полуокружности вертикальные линии, а из точек 0’, 1’…6’ горизонтальные и на их пересечении обозначить точки, которые и будут промежуточными гонками траектории точек лезвия сегмента;

• соединив эти точки плавной кривой, получим траекторию точек лезвия;

• из плотной бумаги вырезать шаблон подученной кривой, который использовать в дальнейшем для построения графика пробега лезвия сегмента.

3. Построить график пробега лезвия сегмента в следующей последовательности:

• провести на расстоянии t = t₀ = 76 мм линии движения лезвий двух противорежущих пластин;

• вычертить четыре положения режущей части сегмента соответствующие их прямому и обратному ходу, расположив их основания на расстоянии L . так как на это расстояние перемещается машина за один ход ножа;

• воспользо вавшись шаблоном, полученным при построении предыдущего графика соединить крайние точки соответствующих лезвий кривыми линиями шаблона;

• заштриховать зоны поля над которыми пробегают лезвия.

Из графика видно, что на поле имеются зоны (не заштрихованы), над которыми лезвия не пробегают, при этом площадь таких зон увеличивается с увеличением L, и следовательно скорости машины.

4. Построить график высоты стерни для стеблей растущих на линии т-m для чего:

• справа от графика пробега лезвия сегмента провести вертикальную прямую m- т, от которой впоследствии откладывать высоту стерни после среза стеблей;

• определить зоны различного способа среза растений на линии т - т, учитывая, что от точки а до точки b растения срежутся без отгиба (зона I); от точек b до с растения срежутся у противоположного пальца, наклоняясь при этом в направлении по касательной к средней точке' траектории точек лезвия под углом θ (зона II); от точек с до d стебли не попадают сразу под лезвие и отгибаются в продольном направлении вперед по ходу машины, попадая под лезвие только в точке d, где и срезаются:

• отложить от линии т - т в выбранном масштабе высоту стерни, которая в данном случае равна высоте установки h режущего аппарата относительно поверхности поля;

• определить направление отклонения стеблей в зоне II, построив прямоугольный треугольник с катетами равными L и , гипотенуза которого и определяет направление отгиба стеблей под углом θ, а расстояние между кромками двух соседних лезвий противорежущей пластины представляет величину поперечного отгиба q_поп;

• определить высоту стерни в зоне II поперечного отгиба, для чего построить прямоугольный треугольник с катетами h и q_поп в принятом масштабе, гипотенуза которого и.будет равна высоте стерни в зоне II;

• отложить от линии т - т высоту стерни для зоны II;

• определить высоту стерни в зоне III продольного отгиба стеблей на линии cd, в которой все стебли, начиная с точки с отклоняются до точки d с максимальной величиной продольного отклонения q_np, равной cd, при этом по мере приближения к точке d величина продольного отклонения уменьшается и высота стерни, поэтому в зоне III высота стерни будет уменьшаться от с до точки d и для ее определения необходимо построить прямоугольный треугольник с катетами равными h и q_np, а затем разделить расстояние cd и катет прямоугольного треугольника на одинаковое количество равных частей, обозначив соответственно точками 1, 2, 3 и т.д., затем провести лучи из этих точек к противоположному углу треугольника и величина этих лучей равна высоте стерни в соответствующих точках расстояния cd;

• отложить от линии т - т высоту стерни в зоне III. После точки d стебли опять будут срезаться без отгиба и картина изменения высоты стерни будет циклически повторяться.

5. Построить график высоты стерни для стеблей, растущих на линии т' - т' смещенной относительно линии т' - т' на заданное расстояние S'=0,75S=0,75*8,8=6,6 мм.

Поскольку стебли, растущие на линии т'-т'' удалены от противорежущей части на некоторое расстояние S', то их срез возможен только при отклонении к правому или левому пальцу в зависимости от того, которым лезвием сегмента они срезаются, поэтому необходимо определять величину отклонения всех групп стеблей.

Примем, что движение сегмента слева направо - прямой ход ножа и справа налево - обратный.

График высоты стерни на линии m' - m' строится в следующей последовательности:

• стебли растущие на линии а₁ b₁ отклоняются сегментом при прямом ходе к правому пальцу на величину q₂₁ под углом,θ и высоту их среза можно определить аналогично графику среза на линии т - m, т.е. построить прямоугольный треугольник, катеты которого соответственно равны h и q₂₁ , а его гипотенуза равна высоте среза стеблей на участке а₁ b_1.

• таким же образом определить высоту среза на участке b₁ с ₁, при этом учитывая, что стебли в этом случае будут отклоняться под углом θ при обратном ходе ножа, отклоняя их к левому пальцу на величину q₂₂;

• определить высоту среза стеблей, расположенных на участке cd, которые не попадают непосредственно под лезвие, поэтому спинкой ножа отклоняются вперед по ходу машины до точки d, где захватываются лезвием при прямом ходе, подводятся к пальцу в точке d и срезаются; поэтому для определения высоты среза на этом участке следует разделить его на несколько равных частей, соединив точки деления с точкой d и расстояния от этих точек до точки d представляют величину отклонения соответствующих стеблей, далее высоту среза этих стеблей можно определить аналогично высоте среза на участке cd. После этого стебли опять срезаются при прямом ходе ножа, как на участке аb и циклы повторяются.

Вывод: Все вышеперечисленные условия выполняются, что соответствует минимальной вероятности потерь зерна при работе. Из проведенной работы следует, что отклонение высоты стерни (не учитывая рельеф поля) зависит от следующих факторов: скорости перемещения комбайна, скорости резания, и от положения стебля относительно противорежущей пластины.