Курсовая работа

Силы, действующие на рабочий орган, упрощенно определяются по зависимостям указанным ниже (рисунок 2.1)

Рисунок 2.1 – Силы, действующие на рабочий орган

В общем случае систему пространственных сил, действующих на стойку СибИМЭ, можно привести к главной силе R, заданной в виде

проекций Rx; Ry; Rz на оси декартовой системы координат и главному моменту M (Mx; My; Mz).

2.1 Определение составляющих главного вектора силы

Горизонтальная составляющая сил Rx , действующая вдоль оси Х, определяет тяговое сопротивление корпуса плуга. Величина этой силы определяется по эмпирической зависимости

На основании экспериментальных исследований между величиной силы Rx и составляющими Ry и Rz установлены следующие зависимости:

1) значение силы Rz зависит от состояния лемехов, глубины обработки, скорости движения и свойств почвы. Для острых лемехов легких почв,

большой глубины и малой скорости принимают значения Rz = 0,2 Rх ;

2) величина Ry зависит от скорости движения, состояния лемехов, свойств почвы и глубины обработки. В среднем для расчетов принимают

Ry = 13 · Rx .

Следовательно, согласно приведенным зависимостям, для того, чтобы определить составляющие Ry и Rz главного вектора силы, достаточно знать величину проекции силы Rx .

Вертикальная составляющая сил Rz, кН

где d – коэффициент пропорциональности; d = 0,2

Сила R y в процессе работы плуга стремится развернуть плуг в

горизонтальной плоскости и прижимает полевые доски корпусов плуга к стене борозды. При этом возникает сила трения полевых досок о стенку борозды F, кН

где f = 0,5 – коэффициент трения почвы о сталь.

3 Выбор линии тяги трактора в продольно — вертикальной плоскости

В сельскохозяйственном производстве в связи с оборудованием тракторов гидравлическими системами широкое распространение получили навесные и полунавесные сельскохозяйственные машины (СХМ).

Гидравлический привод СХМ обладает целым рядом преимуществ по сравнению с механическим:

-простота конструкции;

-малая металлоемкость;

-высокая надежность в работе;

-возможность обеспечения дистанционного управления, что предполагает полную автоматизацию технологическим процессом работы СХМ.

Механизм навески является принадлежностью современного трактора

ипредназначен:

-для перевода СХМ из рабочего положения в транспортное и транспортирования ее;

-для перевода СХМ из транспортного положения в рабочее и заглубления ее на заданную глубину обработки;

-для обеспечения рабочего процесса.

Таким образом, механизм навески в процессе работы обеспечивает силовую связь между СХМ и трактором.

Схема механизма навески трактора Т-150К изображена на рисунке 3.1, К - 701— на рисунке 3.2.

Рисунок 3.1 – Механизм навески трактора Т-150К

Рисунок 3.2 – Механизм навески трактора К-701

В процессе работы агрегата с навесным плугом на каждый корпус плуга действуют силы Rxi , Ryi , Rzi и Fxi . Для удобства проведения силового расчета силы, действующие на отдельные корпуса, приводят к условному

известным силам относится сила тяжести плуга G, кH.

На основе расчетов необходимо определить: Q – реакцию почвы на опорное колесо плуга, кH; S1, S2 – усилия в левой и правой тягах механизма навески, кH; N – усилие в верхней тяге, кH; P – тяговое сопротивление плуга,

кH.

Для определения неизвестных сил применяют графо - аналитический способ. Для этого строят многоугольник сил.

3.1 Построение многоугольника сил

Для построения многоугольника сил в некотором принятом масштабе изображают известные силы, действующие на плуг, в определенной последовательности. Выбирают полюс плана сил и изображают в масштабе силу G . Направление действия сил берется из чертежа.

Из конца вектора силы G (рисунок 4.2) откладывают в масштабе силу R z и с конца вектора этой силы - силу R x . Соединяют конец вектора R x c

полюсом плана сил. Полученный вектор R1 есть результирующая сил G и

R xz : R1 = G + R xz

Точка А на схеме плуга, которая определяется на пересечении векторов сил G и R xz , есть точка приложения силы R1 .

Из конца вектора силы R1 откладывают силу F .

Соединив конец вектора F с полюсом, получают силу R2 :

R2 R1 F .

Точка В приложения силы R2 определяется на пересечении векторов сил R1 и F .

4 Определение реакции на ободе опорного колеса

Навесное орудие соединяется с трактором с помощью механизма навески. Верхнее 2-9 и нижнее 1-5 звенья механизма навески совместно со звеном 5-9 плуга с рамой трактора 1-2 образуют четырехзвенник 1-5-9-2. Силы, действующие на плуг, воспринимаются звеном 5-9, не имеющим постоянного центра вращения. Мгновенный центр вращения этого звена находится на пересечении перпендикуляров к линейным скоростям точек 5 и 9, т. е. на пересечении продолжения звеньев 1 -5 и 2-9.

Реакцию почвы на опорное колесо определяют из уравнения моментов всех сил, действующих на плуг, относительно мгновенного центра вращения навесной машины (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 – Схема определения реакции на опорном колесе Сумма моментов сил, действующих на плуг относительно мгновенного

центра вращения.

Если значение Q нанести на план сил, то можно определить полную результирующую Р всех сил, действующих на плуг, включая и реакцию почвы на опорное колесо (рисунок 4.2 ).

Рисунок 4.2 – План сил действующих на орудие

5 Определение усилия в штоке гидроцилиндра

Для определения усилия в штоке гидроцилиндра при переводе плуга из рабочего положения в транспортное, когда мгновенный центр вращения четырехзвенного механизма 1-2-3-4 находится в пределах чертежа, воспользуемся методом Терскова Г.Д (рисунок 5.1).

5.1 Определение усилия в штоке гидроцилиндра в начале подъема

В процессе работы выглубление орудия может быть в двух случаях:

-агрегат стоит на месте при забивании рабочих органов почвой или при поломке орудия;

-при движении агрегата в концах загонок;

К активным силам при выглублении навесного плуга относится усилие на штоке гидроцилиндра S, к силам сопротивления при выглублении на месте - сила тяжести плуга G, при выглублении в движении - сила R2 .

Рисунок 5.1 - Схема определения усилия на штоке гидроцилиндра

Согласно методу Терскова Г.Д. усилие S на штоке гидроцилиндра (активная сила) определяется по формуле:

Тогда при выглублении на месте:

при выглублении в движении:

5.1.1 Определение усилия в штоке гидроцилиндра методом Жуковского

Если точка не располагается в пределах чертежа, для определения неизвестных сил целесообразно использовать метод Жуковского. Согласно этому методу сумма моментов от всех сил, приложенных к концам вектора скорости точек их приложения относительно полюса V, равна нулю.

Поэтому для определения неизвестных сил методом Жуковского необходимо построить план скоростей механизма навески и точек приложения сил.

Для построения плана скоростей строим механизм навески и навешанную машину в масштабе. Определяем точки приложения известных и неизвестных сил (рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 - План скоростей основных точек механизма навески

Выбираем полюс плана скоростей и для удобства построения план скоростей строим повернутым на 90o. План скоростей строится в определенном, заранее выбранном масштабе и определенной последовательности:

1)повернем направление вектора скорости штока Vшт на 90о отложим от полюса скорость V4 в масштабе;

2)определим скорость точки 7: V7 V6 V7 ( 6 ) .

Для построения, к примеру, скорости V7 на плане скоростей проведем линии, параллельные линиям 2-7 и 6-7 (рисунок 4.1 и 5.2). Соединив точку пересечения этих линий с полюсом, получаем скорость точки 7.

Скорости точек приложения сил определяются в следующем порядке. Предположим, что сила тяжести плуга G и сила тяжести почвы Gn

приложены к центру тяжести (точка M , рисунок 4.1). Для определения вектора скорости точки M соединяем точку M с точками 5 и 9. Скорость точки M (VM) определяем из подобия треугольников. Для этого из конца вектора скорости точки 5 (V5 ) проводим линию || 5-M и из конца вектора скорости точки 9 (V8 ) линию || 9-M. Точку пересечения этих линий соединяем с полюсом плана скоростей и получаем вектор скорости точки M, т.е. VM ;