Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сельскохозяйственные машины. В 2 частях. Ч. 1. Почвообрабатывающие и посевные машины. Практикум для бакалавров
.pdf
51
— возможный угол отклонения грядиля в горизонтальной плоскости,
град. ( = 7–10°).
Рис. 13. Ширина зоны деформации рыхлительной лапой
Рис. 14. Схема отклонения грядиля
Обычно величина перекрытия составляет 35–80 мм в зависимости от типа
крепления лап на раме. Так как в одних и тех же точках на брусе могут быть
установлены грядили как с рыхлительными, так и со стрельчатыми лапами, то
необходимо соблюдать условие:
bP ≤ bC, (40)
где bC — ширина стрельчатой лапы, мм.
52
Если bP > bC, то последние будут иметь недостаточное перекрытие. Если
условие трудно выполнить, то рыхлительные лапы устанавливают в три ряда.
Пространство между лапами не должно забиваться растительными остатками. С этой целью лапы на раме культиватора чаще всего располагают в два
или три ряда в шахматном порядке. Расстояние между рядами рыхлительных
лап можно определить из условия максимального использования зоны деформации почвы по формуле:
L ≥ l0 + atg(a + φ), (41)
где l0 — вылет носка лапы относительно стойки, мм.
Обычно L принимается в пределах 400–500 мм. Стрельчатые лапы для
предотвращения забивания устанавливаются с таким расчетом, чтобы расстояние между крыльями соседних лап было не менее 30–50 мм.
При одинаковой ширине захвата лап в обоих рядах их количество можно
посчитать как:
11
рр
р
сс
с
bb
bB
bb
bB
Z
, (42)
где B — ширина захвата культиватора;
Тяговое сопротивление второго ряда лап значительно меньше, чем первого, поэтому при установке стрельчатых лап часто во втором ряду устанавливают лапы с большей шириной захвата, чем в первом.
В этом случае ширина захвата культиватора:
B = b1z1 + b2z2 – ∆bC (z1 + z2 – 1). (43)
При установке лап в два ряда их общее число должно быть нечетным,
в связи с чем во втором ряду должно быть на одну лапу больше, чем в первом.
Практическая часть
Исходные данные. Варианты исходных данных, необходимых для выполнения работы, приведены в табл. 9, в которой заданы:
B — ширина захвата культиватора, м;
а — глубина обработки, м;
d — конструктивная ширина рыхлительной лапы, мм;
53
α — угол вхождения лапы в почву, град.;
θ — угол между плоскостями, ограничивающими область поперечной
деформации (скола) почвы, град.;
l0 — вылет носка лапы относительно стойки, мм;
f — коэффициент трения почвы по стали;
— угол максимального поперечного отклонения грядили, град.
Таблица 9
Исходные данные по вариантам
для расчета парового культиватора
№ п/п
B, м
a, м
d, мм
α, град.
θ, град.
l0, мм
f
δ, град.
1 3 0,12
40
25
40
155
0,50
4
2 4 0,11
45
25
45
125
0,51
5
3
4,5
0,12
50
22
50
155
0,55 6 4
4,8
0,13
60
22
50
140
0,50
4
5 3 0,14
63
26
45
155
0,50
5
6 4 0,12
40
23
42
140
0,57 6 7
4,5
0,11
45
25
40
205
0,48
4
8
4,7
0,13
50
21
50
140
0,51
5
9 3 0,12
60
25
44
125
0,53 6 10
4,2
0,15
63
25
46
125
0,57
4
11
3,8
0,14
40
25
48
250
0,47
5
12
4,6
0,13
45
26
50
160
0,48 6 13 3 0,12
50
23
48
145
0,49
4
14
4,2
0,14
60
23
46
150
0,53
5
15
3,9
0,12
63
24
44
205
0,60 6 16
4,7
0,11
40
25
42
155
0,61
4
17
3,3
0,12
45
22
45
125
0,54
5
18
4,6
0,13
50
26
40
150
0,43 6 19
3,2
0,13
60
23
50
125
0,61
4
20
4,2
0,12
40
24
50
145
0,57
5
21 3 0,14
45
24
48
150
0,57 6 22 4 0,12
50
21
46
140
0,60
4
23
3,5
0,11
60
25
44
140
0,53
8
24 6 0,12
40
21
42
145
0,47 5 25
5,5
0,14
45
22
40
155
0,55
5
26
4,5
0,12
50
25
40
125
0,59
8
27
6,2
0,13
60
23
45
150
0,60 6 28
4,7
0,14
63
26
50
155
0,53
6
54
Порядок выполнения работы
При выполнении указанной расчетно-графической работы необходимо
выполнить следующие действия:
определить графически (рис. 13) и аналитически (формула 38) ширину
зоны рыхления почвы рыхлительной лапой;
определить графически (рис. 13) и аналитически (формула 41) мини-
мальное расстояние между поперечными рядами лап;
построить схему расстановки стрельчатых и рыхлительных лап на раме
культиватора по аналогии со схемой, изображенной на рис. 15.
Построения и расчеты должны быть выполнены в следующей последовательности.
При выполнении схемы, изображенной на рис. 13, осуществить следую-
щие действия. Выбрать масштаб построения и на листе координатной бумаги
формата А3 зафиксировать базовую точку O, из которой под углом α к горизонтали провести наклонную поверхность рыхлительной лапы. На расстоянии l0 от
точки O провести вертикальную линию, обозначающую переднюю поверхность
стойки лапы. Вверх от точки O отложить глубину обработки a и провести горизонтальную линию, обозначающую поверхность поля. Провести вертикальную
линию OA, от которой отложить последовательно углы α и , после чего провести наклонные линии OB и OC. При этом линия OC обозначает направление
опережающего скола почвы вперед по ходу культиватора, поэтому полученное
расстояние L является минимальным расстоянием между поперечными рядами
лап. Измерить указанное расстояние (с учетом масштаба) и сопоставить с расчетным результатом, полученным по формуле (41).
Из точек O и C провести перпендикулярные линии и построить выносное
сечение зоны деформации почвы в поперечном направлении. Для этого на расстоянии d друг от друга отложить точки O1 и O2, из которых провести перпендику-
лярные линии O1E1 и O2 E2. Под углом / 2 к указанным линиям провести линии
O1C1 и O2C2, получив таким образом поперечное сечение зоны деформации почвы
рыхлительной лапой. Измерить величину bр и сопоставить ее с расчетной, полученной по формуле 40. Приняв величину перекрытия между зонами деформации рыхлительных лап bР = bС = 40 мм, по формуле 42 определить общее
число лап Z. Полученное число округлить до ближайшего целого и нечетного
и разбить на два ряда так, чтобы в заднем ряду было на одну лапу больше.
При выполнении схемы, изображенной на рис. 15, осуществить следую-
щие действия. Выбрать приемлемую для комплектования проектируемого
55
культиватора лапу из стандартного ряда универсальных стрельчатых лап с шириной захвата 220, 250, 270, 330 или 380 мм.
Принять в качестве приемлемой для предварительного расчета ширину
зоны перекрытия между лапами bС = 40 мм. Определить необходимое число
лап по формуле:
1
с
bb
bB
z
, (44)
где b — ширина стрельчатой лапы, выбранной из приведенного выше стандартного ряда, мм;
B — ширина захвата культиватора, мм.
Полученное число лап округлить до ближайшего целого и нечетного числа. Разбить число лап на два ряда, разместив в заднем ряду на одну больше, чем
в переднем.
Определить расстояние b
пер
(t') между лапами в первом ряду по формуле:
1
2
z
bB
tb
пер
. (45)
Построение схемы культиватора осуществлять в следующей последовательности. Выбрать масштаб построения, имея в виду, что длина зоны построе-
ния должна быть не менее 3b
пер
+ b. Наметить горизонтальную линию размеще-
ния носков лап переднего ряда. Отступив от нее вниз на величину L, наметить
линию размещения носков лап второго ряда. В произвольно выбранной на ниж-
ней левой части линии разметки точке поместить носок стрельчатой лапы и изоб-
разить ее условный контур, имея в виду, что угол 2 = 60°. Отступая вправо на
величину b
пер
, изобразить еще три лапы. Такие же построения выполнить для
первого ряда лап, размещая их между лапами заднего ряда. Поскольку размещены не все лапы, нанести на чертеж линии разрыва. Нанести на чертеж необходимые обозначения размеров в общем и числовом виде, в том числе величину фак-
тического перекрытия bф между лапами переднего и заднего ряда. Проверить
выполнение условия:
sin
1
гсф
Lb
z
Bzb
b
≥ ∆bс = Lг × sin δ. (46)
b × z – B
56
Если фактическое перекрытие между лапами меньше расчетного, заменить лапы в заднем ряду на следующий по ГОСТ типоразмер, после чего откорректировать чертеж и расчеты. Если, наоборот, перекрытие превышает
80 мм, то разместить в переднем ряду лапы меньшего типоразмера.
Построить схему расстановки рыхлительных лап на раме культиватора по
аналогии со схемой, изображенной на рис. 15.
Рис. 15. Схема расстановки лап парового культиватора
57
Содержание отчета
Отчет должен содержать:
наименование, цель, номер варианта и исходные данные работы;
все предусмотренные в работе расчеты;
приведенные на рис. 13 и 15 построения, выполненные по исходным
данным варианта;
выводы.
Контрольные вопросы
1. Что принимается за ширину захвата рыхлительных лап парового куль-
тиватора?
2. Для чего лапы на паровых культиваторах устанавливают с перекрытием?
3. От каких параметров зависит ширина захвата рыхлительных лап паро-
вого культиватора?
4. Чему равна ширина захвата стрельчатой лапы культиватора?
5. В каких пределах обычно устанавливается величина перекрытия стрель-
чатых лап?
6. Как соотносятся между собой ширина захвата рыхлительной лапы
и ширина стрельчатой лапы на одном и том же культиваторе?
7. С какой целью лапы на раме культиватора чаще всего располагают
в два или три ряда?
8. Обоснуйте расстояние между рядами рыхлительных лап.
9. В каких пределах устанавливается расстояние между крыльями сосед-
них лап?
10. По какой формуле определяют количество лап на паровом культиваторе?
11. Нарисуйте схему для определения зоны рыхления почвы рыхлитель-
ной лапой в продольном направлении.
12. Нарисуйте схему для определения зоны рыхления почвы рыхлитель-
ной лапой в поперечном направлении.
13. Почему во втором ряду устанавливают лапы с большей шириной за-
хвата, чем в первом?
14. Почему во втором ряду число лап принимается большим, чем в первом?
58
8. РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ
И ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЯ (ЧИЗЕЛЯ)
Цели работы:
1) ознакомиться со спецификой взаимодействия с почвой рабочих органов
машин для противоэрозионной обработки почвы, в частности чизельного плуга;
2) закрепить и расширить приобретенных ранее теоретических представ-
лений о сути проблемы.
Теоретическая часть
1. Геометрические параметры чизеля и его взаимодействие с почвой.
С точки зрения технологии обработки почвы глубокое рыхление (чизелевание) целесообразно проводить один-два раза за один севооборот. Это позволяет разуплотнять подпахотный слой и разрушать «плужную подошву», что
положительно отражается на росте и развитии корневой системы растений,
способствует улучшению их снабжения водой и существенно снижает интенсивность водной эрозии почвы.
В результате чизелевания поперечный профиль почвенного слоя принимает характерный гребнеобразный вид (рис. 16). Параметры профиля зависят от
геометрических параметров глубокорыхлителя, а также от свойств почвы. При
этом глубина залегания (теоретическая) hг может быть в 1,1 раза меньше предполагаемой глубины хода hк последующих почвообрабатывающих машин
(культиватора), поскольку острые кромки гребня в реальности, как правило,
разрушаются и «скругляются», т.е.:
hг = hк / 1,1, (47)
где hк — глубина хода лап культиватора;
hг — расстояние от поверхности поля до гребней неразрушенной почвы.
Исходя из указанного условия можно рассчитать величину минимального
расстояния b между рыхлительными лапами чизеля в поперечном направлении,
считая, что рыхлитель снабжен тремя лапами.
Важнейшим понятием для чизеля является критическая глубина hкр, ниже
которой рыхления почвы не наблюдается, так как в этой зоне рабочий орган
59
«продавливает» цель, равную по ширине размеру bн наконечника рыхлительной
лапы, осуществляя пластическую деформацию почвы.
Величина bн зависит от нескольких параметров. Наибольшее влияние на
нее оказывает ширина наконечника bн, связанная с критической глубиной следующим соотношением hкр = (2,5–4)bн, в расчетах принять:
hкр = 4bн. (48)
Рис. 16. Расстановка рабочих органов чизельного плуга
в поперечной плоскости
Тогда оптимальное расстояние между лапами рыхлителя в поперечном
направлении может быть определено по следующей формуле:
b = bн + 1,82 (1,1hкр – hк) / tgΘ, (49)
где Θ — угол естественного скола (обрушения) почвы в поперечной плоскости
(исходные данные).
Специфической особенностью процесса деформации почвы чизельным
рабочим органом является выпирание при разрыхлении вперед по ходу агрегата. Задача проектировщика заключается в связи с этим в размещении рабочего
органа на достаточном расстоянии L
н min
от гусеницы или колеса трактора, что-
бы почва не контактировала с ходовой частью тягача (рис. 17).
Исходя из схемы, изображенной на рис. 17, имеем:
L
н min
= a + hкр × tg(α + φ)
h
кр
bн h
р
b
θ
h
г
h
к
60
или
L
н min
= Lcos α – ((hр – hкр) / tg α) + hкр × tg(α + φ), (50)
где hр — глубина рыхления, м;
α — угол резания, град.;
φ — угол трения почвы по почве, град.;
а — расстояние от передней кромки стойки лапы до точки пересечения
поверхности наконечника (наклонной части рабочего органа длиной L) с верхней кромкой щели, продавливаемой им в почве за пределами критической глубины рыхления hкр (точкой B) на рис. 17 (получить методом построения), м;
L — длина подрезающей части лапы рыхлителя, м.
Рис. 17. Скол и вспушение разрыхленной почвы
перед лапой чизельного плуга
В связи с разрыхлением почвы и ее выпиранием вверх при проектировании лимитируется минимальное расстояние lр от рамы почвообрабатывающего
орудия до поверхности невзрыхленной почвы, являющееся резервным объемом
для нее при разрыхлении:
lр = (0,65–0,75)hр — для трактора с тяговым усилием менее 100 кН;
lр = (0,33–0,6)hр — для трактора с тяговым усилием более 100 кН.
h
кр
β
L
lр L
н min
α
h
р
a
α
φ
B
A
(51)
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]