5. Междисциплинарное задание № 4.

 

Утверждены на заседании КМСХ «  18  » ноября  2013 г. 

Директор ИСХПР                                                                      А. М. Козина

Зав. КМСХ                                                                              С. В. Карташов

Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого

Кафедра механизации сельского хозяйства

Экзаменационный билет № 5

Государственный междисциплинарный экзамен для специальности 110301 – Механизация сельского хозяйства

 

1. Силы и моменты, действующие на кривошипно-шатунный механизм. Уравновешивание двигателей.

При воспламенении горючей смеси в цилиндре двигателя расширяющиеся газы равномерно воздействуют на днище поршня, поэтому их можно представить в виде общей силы Р, приложенной к центру поршневого пальца. Когда поршень находится в ВМТ и шатун с кривошипом располагаются на одной линии, то сила Р, действуя вдоль по шатуну и кривошипу, передается на коренные подшипники коленчатого вала, не вызывая его поворота (рис.5, а).

При повороте коленчатого вала на некоторый угол шатун отклоняется в сторону от вертикального положения и силу Р можно разложить по правилу параллелограмма на две составляющие: силу Р, направленную вдоль шатуна, и силу N, направленную перпендикулярно к стенке цилиндра (рис.5, б). Перенося силу F по линии ее действия к центру шатунной шейки, вновь раскладывают ее на две составляющие: силу К, касательную к окружности вращения центра шатунной шейки, и силу R, направленную по радиусу кривошипа к центру вала. Сила К, действуя на плечо r, равное радиусу кривошипа, вызывает вращение коленчатого вала с крутящим моментом Мкр = К · r. Этот момент передается через трансмиссию на колеса автомобиля и приводит его в движение.

С

Рис.5. Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме:а – газы воздействуют на поршень, находящийся в ВМТ; б – аксиальный двигатель; в – дезаксиальный двигатель.

ила N (нормальная сила), направленная перпендикулярно к стенке цилиндра, прижимает поршень к стенке, увеличивая трение между ними и их износ. Кроме того, сила N, действуя на плечо l, стремится опрокинуть двигатель в сторону, противоположную вращению коленчатого вала, т. е. создает опрокидывающий момент Мопр, равный: Mопр = Nl.

Этот момент воспринимается рамой автомобиля через детали подвески. Поэтому между рамой и кронштейнами крепления двигателя устанавливают резиновые подушки, а на некоторых и пружины, смягчающие этот момент.

2.     Информационная модель технологического процесса культивации. Типы рабочих органов культиваторов. Конструктивные компоновки культиваторов. Графический и аналитический методы расчёта основных конструктивных параметров культиваторов.

Культиваторы используются для поверхностного (без оборачивания) рыхления почвы и уничтожения сорных растений. Также возможно их применение для нарезки поливных борозд и внесения минеральных удобрений.

Типы культиваторов. По назначению культиваторы делятся не три группы: для сплошной обработки и междурядной обработки почвы и специального назначения. Паровые культиваторы используются с целью уничтожения сорняков и рыхления почвы при ее подготовке к посеву, а также при уходе за парами.

Пропашные культиваторы применяют для обработки пропашных культур. С их помощью, кроме уничтожения сорняков подрезанием, вычесыванием и присыпанием землей, проводят подкормку растений и рыхление междурядий.

Специальные культиваторы – это садовые, лесные и противоэрозионные. Культиваторы при работе должны уничтожать 98–99% сорняков и рыхлить почву без выноса влажных слоев на поверхность.

Культиваторы по назначению подразделяют на паровые (для сплошной обработки); пропашные; специальные.

Паровые культиваторы применяют при подготовке почвы к посеву и уходе за парами.

Для формирования уплотнительного ложа для семян и уничтожения всходов сорной растительности через несколько дней после боронования проводят культивацию почвы (весеннюю предпосевную) на глубину заделки семян. Погрешность глубины обработки должна быть не более ± 1 см. Структура верхнего слоя почвы после культивации должна быть мелкокомковатой, а сорная растительность полностью подрезана. Поверхность поля, как и дно борозды, после культивации должны быть ровными, а высота гребней не превышать 4-х см. Нижние слои почвы в процессе культивации не должны быть вынесены на поверхность.

Чтобы почва лучше выравнивалась и сохраняла влагу, сплошная культивация паров и зяби сопровождается боронованием.

Пропашные культиваторы используют для ухода за пропашными культурами, то есть производят междурядную обработку. Посредством их уничтожают сорняки, производят рыхление почвы в рядках и междурядьях с целью улучшения пищевого и воздушного режима растений, сохранения почвенной влаги, подкармливают растения. У некоторых пропашных культур (например, картофеля) междурядная обработка заключается в окучивании.

Специальные культиваторы применяют при уходе за следующими культурами: бахчевые, свекла, хлопчатник и т.д, а также чайными плантациями и садами.

Рабочие органы культиваторов. Культиваторы оборудуют набором сменных рабочих органов. Основными рабочими органами являются: плоскорежущие; универсальные; рыхлительные лапы.

Схема 1. Рабочие органы культиваторов.

а) - Полольная лапа; б) - Универсальная стрельчатая лапа; в) - Долотообразная рыхлительная лапа; г) - Подкормочный нож; д) - Лапа-отвальчик; е) - Корпус-окучник; ж) - Корпус-окучник с решётчатым отвалом; з) - Арычник-бороздорез; и) - Секция игольчатых дисков; к) - Звено прополочной боронки; л) - ротационная боронка БРУ-7,0; м) - Щиток; 1) - Стойка; 2) - Щека; 3) - Лезвие; 4) - Воронка (раструб); 5) - Отвальчик; 6) - Крыло; 7) - Отвал; 8) - Наральник; 9) - Рама секции; 10) - Игольчатый диск; 11) - Пружина; 12) - Зуб боронки; 13) - Болт; 14) - Скоба; 15) - Рамка боронки; 16), 18) - Кронштейны; 17), 19) - Цилиндрический и конический барабаны соответственно; 20) - Поводок; 21) - Нажимная штанга.

Рабочие органы культиваторов фиксируют к стойкам, жёстко либо шарнирно соединённым с рамой.

Сплошную обработку почвы производят культиваторами с жёсткими стойками для фиксации рабочих органов (КРГ-3,6; КШУ-б (12; 18); КПС-4), с пружинными стойками - КПЗ-9,7; КШП-8, а также фрезерными культиваторами КФГ-3,6.

Схема 2. Культиватор КПС-4 (устройство):

1) - Замок автосцепки; 2) - Опорное колесо; 3) - Рама; 4) - Поводок; 5) - Штанга с пружиной; 6) - Стрельчатая лапа; 7) - Приспособление для навешивания борон.

Культиватор КПС-4 [Схема 2] унифицирован в прицепном и навесном вариантах, а также оснащён устройством для навешивания зубовых борон. Он агрегатируется с тракторами классов 1,4 и 2. Используя сцепку СП-11М, можно агрегатировать два культиватора с тракторами тягового класса 3, а сцепка СП-16А позволяет применять трактор класса 5 с тремя или даже четырьмя культиваторами.

Культиватор состоит из рамы (3) с замком (1) автосцепки СА-1, пары опорных колёс (2) с механизмом регулировки глубины хода рабочих органов, а также четырёх борон БЗСС-1. Крепление рабочих органов выполнено в нём по одноповодковой схеме. Культиватор может комплектоваться рыхлительными либо стрельчатыми универсальными лапами. Рыхлительные лапы размещают в трёх поперечных рядах - по одной лапе на коротких поводках, по две на длинных (при помощи сдвоенных держателей). Поводки шарнирно соединяются с передним брусом плоской рамы. Нажимные штанги (5) и пружины связывают их с задним брусом. Стрельчатые лапы (6) (шириной захвата 270/330 мм) располагают в двух рядах (с перекрытием 40-50 мм с каждой стороны).

В прицепном варианте культиватора для его перевода в транспортное положение к раме крепят (шарнирно) трёхлучевую сницу с выносным гидравлическим цилиндром.

Приспособление [Схема 2. 7)] для навешивания борон включает в себя поводки, присоединённые к передней части бороны, а также растяжки из цепи, которыми крепится задняя её часть.

Винтовой механизм регулировки заглубления лап соединён с рамой и кронштейном колеса. Вращение винта позволяет менять положение опорных колёс относительно рамы, то есть регулировать глубину обработки. Для установки заданной глубины обработки почвы необходимо разместить культиватор на ровной площадке и подложить под его опорные колёса бруски (толщина брусков должна быть меньше глубины обработки на 2-3 см, что соответствует глубине колеи, которая остается от колёс на поле). Затем с помощью винтового механизма следует опустить раму до контакта лап с поверхностью площадки. Рама при этом должна находиться в горизонтальном положении, а головки нажимных штанг должны опираться на её задний брус, в противном случае глубина обработки у каждой из лап будет разниться.