26

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет

имени Г.Ф. Морозова»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАШИН ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА

Методические указания к практическим занятиям

для студентов по направлению подготовки

15.03.02 – Технологические машины и оборудование

Воронеж 2016

УДК 630*:65.011.54 (075)

Дручинин Д. Ю. Проектирование машин лесного комплекса [Текст] : методические указания к практическим занятиям для студентов направления подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование / Д. Ю. Дручинин, Е. В. Поздняков; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 123 с.

Печатается по решению учебно-методического совета

ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № от г.)

Рецензент заведующий кафедрой электротехники и автоматики ВГАУ

д-р техн. наук, проф. Д.Н. Афоничев

Содержание

Практическое занятие № 1. Расчет основных параметров дисковых плугов……………………………………………………………………………….. Практическое занятие № 2. Расчет параметров опорных колес………………………………………………………………………………… Практическое занятие № 3. Проектирование навесного устройства……………... Практическое занятие № 4. Расчет присоединительного треугольника навесного устройства…………………………………………….………………………………. Практическое занятие № 5. Расчет устойчивости агрегата……….………………. Практическое занятие № 6. Построение лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для сплошной вспашки……………………………………………… Практическое занятие № 7. Проектирование лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга для бороздной вспашки …………………………………………... Практическое занятие № 8. Расчет рабочих органов дисковых культиваторов.. Практическое занятие № 9. Проектирование лаповых культиваторов…………. Практическое занятие № 10. Расчет основных параметров фрезерных почвообрабатывающих машин……………………………………………………. Практическое занятие № 11. Расчет нормы высева и параметров семенного бункера лесной сеялки……………………………………………………………... Практическое занятие № 12. Расчет параметров лопастной катушки и семенной коробки высевающего аппарата лесной сеялки……………………... Практическое занятие № 13. Расчет параметров семяпровода и определение взаимного размещения бункера, высевающего аппарата и рамы лесной сеялки……………………............................................................................................ Практическое занятие № 14. Расчет параметров сошника и почвозаделывающих органов лесной сеялки……………………………………. Практическое занятие № 15. Расчет основных параметров посадочного аппарата лесопосадочной машины……………………............................................ Практическое занятие № 16. Расчет основных технологических и конструктивных параметров корчевателей пней…………..……………………... Практическое занятие № 17. Расчет и выбор основных параметров гидроцилиндров корчевателей пней………………………………………….......... Практическое занятие № 18. Расчет технологических сил, действующих на технологическое оборудование машины при трелевке…………………………... Практическое занятие № 19. Расчет технологических сил, действующих на корпус машины при трелевке и пакетировании……………………....................... Практическое занятие № 20. Расчет основных параметров рабочей поверхности клещевин захвата трелевочной машины……………………............ Практическое занятие № 21. Расчет привода захвата трелевочной машины…… Практическое занятие № 22. Определение параметров цепного пильного аппарата захватно-срезающих устройств…………………………………………. Практическое занятие № 23. Расчет основных параметров сучкорезно-протаскивающих устройств………………………………………………………... Библиографический список………………………………………………………

5 18 23 28 31 34 43 48 52 58 62 66 70 74 79 85 91 94 96 102 106 110 114 121

Практическое занятие № 1

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДИСКОВЫХ ПЛУГОВ

Цель работы: получение навыков расчета параметров дисковых плугов.

Основная часть Расчет основных параметров рабочих органов дискового плуга

Основными геометрическими параметрами сферических дисков (рис. 1.1), характеризующими действие дисков на почву, являются диаметр диска D; радиус кривизны R; угол атаки α (угол установки диска к направлению движения агрегата); угол наклона плоскости вращения лезвия к вертикали β; центральный угол 2φ дуги окружности, образуемой в результате сечения диска экваториальной плоскостью; задний угол ε; угол резания ω; угол заострения режущей кромки диска i; толщина диска δ. Кроме того, важными параметрами являются поперечное расстояние между дисками В_­­­₀ и продольное расстояние между осями вращения дисков l_пр плугов для нарезки борозд и полосной вспашки (рис. 1.2).

Рис. 1.1 Геометрические параметры сферического диска

1.1.1 Расчет диаметра сферических дисков ведется, исходя из условий, которым должны удовлетворять рабочие органы:

– по условию обеспечения заданной глубины обработки почвы;

– по условию оборота пласта.

Рис. 1.2 Профиль дна борозды

1.1.1.1 Расчет диаметра диска по условию обеспечения заданной глубины пахоты.

, (1.1)

где K – коэффициент, равный для вырубок 3,5…4,0, для открытых площадей – 3…3,5;

Δа – высота микронеровностей поверхности почвы; Δа = 3…5 см.

1.1.1.2 Расчет диаметра по условию оборота пласта.

Надежный оборот диском пласта происходит в том случае, если его ширина b в K₁ раз превышает толщину, равную глубине пахоты. Величина К₁ определяется экспериментально и принимается равной в пределах 2...2,5, то есть:

. (1.2)

Для плуга, предназначенного для образования микроповышений (всвал), определяют длину хорды D_a (рис. 1.2), расположенной в сечении диска горизонтальной плоскостью на уровне поверхности поля, из выражения

. (1.3)

Для других типов плугов, у которых рабочие органы установлены с некоторым перекрытием, рассчитывают длину хорды D_h, расположенной в сечении диска горизонтальной плоскостью на уровне гребней, образуемых на стыке двух смежных борозд, по формуле

. (1.4)

где S – расстояние между соседними гребнями

; (1.5)

h – высота гребней; h = (0,4…0,6)a;

D – диаметр диска, определяемый по формуле (1.1).

Для плуга, предназначенного для образования микроповышений, расчет диаметра диска производят по формуле

, (1.6)

где β – угол отклонения стойки корпуса плуга от вертикали; β = 15…17 º.

Для других типов плугов диаметр диска находят из выражения

. (1.7)

Из двух полученных значений диаметра диска выбирается наибольшее и округляется с точностью до 10 мм.

1.1.1.3 Для плуга, предназначенного для работы на нераскорчеванных вырубках, определяется высота пня (препятствий), через которые диски смогут перекатываться без их принудительного выглубления, по формуле

. (1.8)

1.1.2 Определение других геометрических параметров дисков.

Находят кривизну, толщину и прогиб диска. Радиус кривизны диска R и его диаметр D связаны соотношением (рис. 1.1)

. (1.9)

Значение угла φ определяют из соотношения:

, (1.10)

где i = 15…20º – угол заострения режущей кромки;

ε = 3…5º – задний угол резания;

α = 40…45º – угол атаки.

Подставив найденное значение угла φ в формулу (1.9) находят радиус кривизны диска .

Прогиб диска определяют по формуле:

. (1.11)

Толщина диска принимается равной:

– для открытых площадей;

– для лесных вырубок.

Далее проверяют угол схода пласта с диска α_сх

. (1.12)

Для того, чтобы пласт при сходе с диска не рвался на куски, а укладывался в виде ленты, закрывая сорную растительность, необходимо, чтобы α_сх 60° при отваливании пласта на поверхность поля (у плугов для образования микроповышений и для нарезки борозд) и α_сх 65° при отваливании пласта в открытую борозду (у плуга для полосной вспашки).

1.1.3 Расчет поперечного расстояния между смежными дисками B₀ и ширины захвата B

1.1.3.1 У плуга для нарезки борозд (рис. 1.3)

; (1.13)

, (1.14)

где ; (1.15)

; (1.16)

; (1.17)

. (1.18)

а) б)

в)

Рис. 1.3. Расстановка дисковых рабочих органов плуга: а – для нарезки борозд; б - для полосной вспашки; в – для образования микроповышений

1.1.3.2 У плуга для полосной вспашки (рис. 1.4)

; (1.19)

, (1.20)

где n – число дисковых корпусов плуга.

1.1.3.1 У плуга для образования микроповышений (рис. 1.5)

; (1.21)

, (1.22)

где . (1.23)

1.1.4 Определение продольного расстояния между смежными дисками.

1.1.4.1 У плуга для нарезки борозд (рис. 1.3)

, (1.24)

где ∆l = 5…10 см.

1.1.4.2 У плуга для полосной вспашки (рис. 1.4)

, (1.25)

где α_пер – угол перегиба пласта, наползающего на диск; α_пер = 45…60º;

l_к и d_к – длина и наружный диаметр корпуса подшипника соответственно (формула 1.37).

1.1.4.3 У плуга для образования микроповышений l_пр = 0 (рис. 1.5).

1.1.5 Расчет параметров эллипсов, являющихся проекциями диска на координатные плоскости.

Данные о параметрах эллипсов и о размещении дисков используются при вычерчивании общего вида плуга в трех проекциях.

1.1.5.1 В плоскости XOZ (продольно-вертикальная плоскость)

; (1.26)

; (1.27)

, (1.28)

где 2α₀ – большая ось эллипса;

2b₀ – малая ось эллипса;

τ – угол между большей осью эллипса и вертикалью или между малой осью эллипса и горизонтом.

1.1.5.2 В плоскости YOZ (поперечно-вертикальная плоскость)

; (1.29)

; (1.30)

, (1.31)

где σ – угол между большей осью эллипса и вертикалью.

1.1.5.3 В плоскости XOY (горизонтальная плоскость)

; (1.32)

, (1.33)

где α₀ – угол между большей осью эллипса и осью OX (α₀ = α).