- •Передмова
- •1.1.1. Завдання та наукові основи механічного обробітку ґрунту
- •1.1.2. Операції, способи, машини і знаряддя для обробітку ґрунту
- •1.1.3. Ґрунт як об’єкт обробітку
- •1.2.1. Теоретичні основи технологічного процесу оранки
- •1.2.2. Ножі та теорія різання ґрунту лезом
- •1.2.3. Плужні корпуси та взаємодія клину з ґрунтом
- •1.2.5. Визначення параметрів польової дошки
- •1.2.7. Особливості швидкісних робочих поверхонь плужних корпусів
- •1.2.8. Сили, що діють на плужний корпус
- •1.2.9. Тяговий опір плуга
- •1.2.10. Обґрунтування схеми розміщення робочих органів на рамі плуга
- •1.2.11. Умови рівноваги плуга
- •1.3. Теорія та розрахунок дискових ґрунтообробних машин і знарядь
- •1.3.1. Основні геометричні параметри дисків
- •1.3.2. Регульовані технологічні параметри та процес роботи дисків
- •1.3.3. Силова характеристика і тяговий опір дискових робочих органів
- •1.4. Теорія та розрахунок зубових борін
- •1.4.1. Робочі органи і процес роботи зубових борін
- •1.4.2. Розміщення зубів на рамі борони
- •1.4.3. Рівновага і тяговий опір зубової борони
- •1.5. Теорія та розрахунок культиваторів
- •1.5.1. Робочі органи культиваторів та їхні параметри
- •1.5.2. Дія полільних і універсальних лап на коріння бур’янів
- •1.5.3. Взаємне розміщення полільних і універсальних лап
- •1.5.4. Дія розпушувальних лап на ґрунт і їх взаємне розміщення
- •1.5.5. Система кріплення лап до рами та стійкість ходу по глибині
- •1.5.6. Визначення основних параметрів культиваторів
- •1.6.1. Робочі органи фрез, проріджувачів і штангових культиваторів
- •1.6.2. Процес роботи і траєкторія руху робочих органів фрези та проріджувача
- •1.6.3. Основні параметри роботи фрези
- •1.6.4. Витрати потужності для роботи фрези
- •1.6.5. Визначення основних параметрів фрези
- •1.7. Теорія та розрахунок котків
- •1.7.1. Процес дії котка на ґрунт
- •1.7.2. Визначення параметрів котка
- •1.7.3. Опір перекочуванню котка
- •Основи теорії та розрахунку машин для сівби і садіння
- •2.1. Основні властивості насіння
- •2.1.1. Технологічні властивості насіння
- •2.1.2. Закономірності руху насіння
- •2.2. Типи робочих органів сівалок
- •2.2.1. Основи розрахунку котушкових висівних апаратів
- •2.2.2. Основи теорії та розрахунку дискових висівних апаратів
- •2.2.3. Основи теорії та розрахунку пневматичних висівних апаратів
- •2.2.4. Основи теорії сошників
- •2.3. Типи робочих органів машин для садіння
- •2.3.1. Основи теорії картоплесадильних машин
- •2.3.2. Основи теорії машин для садіння розсади
- •Основи теорії та розрахунку машин для внесення добрив
- •3.1. Способи внесення добрив, види добрив та їхні технологічні властивості
- •3.2. Типи робочих органів машин для внесення мінеральних добрив
- •3.2.1. Основи теорії дискових дозувальних апаратів
- •3.2.2. Основи теорії відцентрових розсіювальних дисків
- •3.3. Типи робочих органів машин для внесення органічних добрив
- •3.3.1. Вибір і обґрунтування параметрів конвеєрного дозувального апарата
- •3.3.2. Вибір і обґрунтування параметрів розкидального апарата органічних добрив
- •Основи теорії та розрахунку машин для захисту рослин
- •4.1. Основи теорії розпилення рідин і порошків
- •4.1.1. Механічне розпилення рідин
- •4.1.2. Утворення електрично заряджених аерозолів
- •4.1.3. Розпилення порошків
- •4.1.4. Конденсаційне утворення аерозолів
- •4.1.5. Вплив розмірів краплин на ефективність обприскування і обґрунтування оптимальної дисперсності
- •4.2. Технологічний розрахунок робочих органів обприскувачів
- •4.2.1. Розрахунок параметрів баків і мішалок
- •4.2.2. Розрахунок параметрів насосів
- •4.2.3. Розрахунок параметрів розпилювальних пристроїв
- •4.3. Технологічний розрахунок робочих органів протруювачів
- •4.4. Технологічний розрахунок робочих органів обпилювачів
- •5.1. Подільники і стеблепідіймачі
- •5.1.1. Основи теорії, призначення, типи і застосування подільників
- •5.1.2. Основи теорії, призначення, типи і застосування стеблепідіймачів та гичкопідіймачів
- •5.2. Мотовила
- •5.2.1. Призначення, типи і застосування мотовил
- •5.2.2. Основи теорії та розрахунку мотовил
- •5.3. Різальні апарати
- •5.3.1. Призначення, типи і застосування різальних апаратів
- •5.3.2. Параметри, що впливають на різальну здатність ножа
- •5.3.4. Ротаційні різальні апарати з вертикальною віссю обертання. Типи. Основи теорії та розрахунку
- •5.3.6. Ротаційні різальні апарати з горизонтальною віссю обертання. Основи теорії та розрахунку
- •5.4. Вальцьові апарати
- •5.4.1. Типи і призначення вальцьових апаратів
- •5.4.2. Основи теорії та розрахунку вальцьових апаратів
- •5.5. Подрібнювальні апарати
- •5.5.1. Призначення, типи і застосування подрібнювальних апаратів
- •5.5.2. Основи теорії та розрахунку подрібнювачів кормозбиральних комбайнів
- •5.6. Транспортувальні пристрої жаток
- •5.6.1. Призначення, типи і застосування транспортувальних пристроїв жаток
- •5.6.2. Основи теорії та розрахунку транспортувальних пристроїв жаток
- •5.7. Обчісувальні пристрої
- •5.7.1. Призначення, типи і застосування обчісувальних пристроїв
- •5.7.2. Основи теорії та розрахунку обчісувальних пристроїв
- •5.8. Підбирачі
- •5.8.1. Призначення, типи і застосування підбирачів
- •5.8.2. Основи теорії та розрахунку підбирачів
- •Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок зернозбиральних комбайнів
- •6.1. Молотильно-сепарувальні пристрої
- •6.2. Соломовідокремлювачі
- •6.2.1. Призначення і типи соломовідокремлювачів
- •6.2.2. Основи теорії та розрахунку соломовідокремлювачів
- •6.3. Очисники зерна
- •6.3.1. Призначення, типи, параметри і режим роботи очисників зерна
- •6.4. Домолочувальні пристрої
- •6.4.1. Призначення, типи, параметри і режим роботи домолочувальних пристроїв
- •6.5. Бункери для зерна
- •6.5.1. Елементи конструкції і параметри бункерів для зерна
- •6.5.2. Тривалість заповнення і розвантаження бункера
- •6.6. Продуктивність і пропускна здатність комбайна
- •Основи теорії та розрахунку робочих органів для згрібання і пресування сіна
- •7.1. Типи робочих органів і процес згрібання сіна
- •7.2. Обґрунтування параметрів і режимів роботи поперечних граблів
- •7.4.1. Типи робочих органів пресів
- •7.4.2. Обґрунтування параметрів пресувальної камери
- •Основи теорії робочих процесів машин для збирання кукурудзи на зерно
- •8.2. Основні робочі органи кукурудзозбиральних машин
- •8.4. Пропускна здатність і швидкість обертання відокремлювальних вальців
- •8.5.1. Вибір розмірів і частоти обертання очисних вальців
- •Основи теорії та розрахунку машин для післязбиральної обробки зерна
- •9.1. Принципи очищення і сортування зерна
- •9.2. Способи очищення і сортування зерна
- •9.3. Фізико-механічні властивості зернових сумішей
- •9.3.1. Геометричні розміри насіння
- •9.3.2. Аеродинамічні властивості зернових сумішей
- •9.3.3. Інші властивості зернових сумішей
- •9.4. Робота плоских решіт
- •9.4.1. Умови переміщення матеріалу на решеті, що коливається
- •9.4.2. Умови проходження зерна крізь отвори решета
- •9.4.3. Повнота розділення зерна і режим роботи решіт
- •9.4.4. Кінематичний режим роботи решіт
- •9.4.5. Навантаження на решета та їх продуктивність
- •9.5. Робота циліндричного трієра
- •9.5.1. Теоретичні основи роботи трієра
- •9.5.2. Випадання зерна з комірки трієра і установлення приймального лотока
- •9.5.3. Режим роботи циліндричного трієра
- •9.5.4. Продуктивність трієра
- •9.6. Фрикційне очищення
- •9.7. Повітряні системи
- •9.7.1. Робочий процес у вертикальному каналі з нагнітанням повітря
- •9.7.2. Робочий процес похилого повітряного потоку
- •9.8. Теорія та розрахунок вентиляторів
- •9.8.1. Типи вентиляторів
- •9.8.2. Основне рівняння вентилятора
- •9.8.3. Вибір вентилятора
- •9.9. Основи теорії сушіння зерна
- •9.9.1. Властивості зерна як об’єкта сушіння
- •9.9.2. Загальна схема процесу сушіння
- •9.9.3. Режим роботи і продуктивність сушарок
- •Основи теорії та розрахунку бурякозбиральних машин
- •10.2. Основи розрахунку параметрів апаратів для зрізування гички та очищення головок коренеплодів
- •10.2.1. Апарати для зрізування гички
- •10.2.2. Очисники головок коренеплодів цукрових буряків на корені
- •10.3. Типи та основні параметри викопувальних робочих органів
- •10.3.1. Лемішні викопувальні робочі органи
- •10.3.2. Дискові викопувальні робочі органи
- •10.3.3. Роторні викопувальні робочі органи
- •10.4. Вибір, обґрунтування і розрахунок основних параметрів очищувальних робочих органів
- •Основи теорії та розрахунку машин для збирання картоплі
- •11.1. Машини і способи збирання картоплі
- •11.3. Типи та основні параметри підкопувальних робочих органів
- •11.4. Вибір та обґрунтування основних параметрів пруткового елеватора і грохота
- •11.5. Типи сортувальних робочих органів
- •11.6. Визначення основних параметрів сортувальної роликової поверхні
- •Основи теорії та розрахунку машин для збирання льону
- •12.1. Характеристика льону як об’єкта збирання
- •12.2. Машини і способи збирання льону
- •12.3.1. Типи бральних апаратів
- •12.3.2. Основи теорії бральних апаратів
- •12.4. Льонозбиральні комбайни
- •12.4.1. Типи і робочий процес льонозбиральних комбайнів
- •12.4.2. Вибір та обґрунтування основних параметрів обчісувальних апаратів
- •Список використаної літератури
Розділ 1
вило, з одним або двома корпусами з шириною захвату 45, 75, 100 і
120см.
1.2.1.Теоретичні основи технологічного процесу оранки
Оранку здійснюють плужним корпусом у такий спосіб. Перемі- шуючись у борозні, плужний корпус відрізує скибу ґрунту у верти- кальній площині від незораного поля польовим обрізом корпусу чи ножем, який може встановлюватися перед корпусом. Знизу скиба відрізується лезом лемеша і спрямовується на робочу поверхню ле- меша і полиці. Переміщуючись по цих поверхнях, скиба кришиться,
розпушується, частково перемішується, оберта- ється і вкладається в попередньо утворену борозну.
Для аналізу проце- су обертання скиби вважатимемо, що вона не деформується і її розміри не змінюються. За такої умови скиба спочатку обертається бі- ля ребра D (рис. 1.4, а) до вертикального її положення, за якого ребро C займе поло- ження С′. Після цього
обертання відбувати- меться біля точки С′,
доки грань В′′С′ не
ляже на попередню скибу.
Як видно з рис. 1.4, а, не весь верхній шар скиби вкладається на дно борозни. Ребро В′′ лежить на поверхні поля. Поліпшити обер- тання можна, якщо зі скиби АВСD (рис. 1.4, б) вирізати меншу ски- бу В1ВММ1 і вкинути її на дно попередньої борозни. Для вирізу-
вання цієї скиби використовують передплужник. Ширина вирізаної передплужником скиби становить 2/3 основної скиби, а товщина — від 1/3 до 1/2 (8…12 см).
Співвідношення між шириною і товщиною скиби при оран-
ці без передплужника. Надійне обертання скиби досягається за певного відношення ширини скиби до її товщини. Для визначення цього відношення розглянемо граничне нестійке рівноважне поло-
20
Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту
ження скиби (рис. 1.5, а), коли діаго- наль С′А′′ скиби
перпендикулярна до горизонту і сила ваги G скиби про- ходить через ребро С′. Із рис. 1.5, а
видно, що прямо- кутні трикутники
А′′В′′С′ і С′D2′C2′
подібні і мають взаємно перпенди- кулярні сторони. Із умови подібності цих трикутників можна записати
C′′C2′′′ = C2′′D′′2′ .
C A C B
Замінивши роз- міри скиби на по- значення а і b, матимемо
або
Рівняння піднесемо до квадрата:
b4 = a2 (a2 +b2 ).
Після перетворення матимемо
b4 |
+ b2 −1 = 0. |
|
a4 |
a2 |
|
Виразимо відношення b/a через k |
|
|
k4 + k2 −1 = 0. |
(1.1) |
Розв’язавши біквадратне рівняння, дістанемо дійсний корінь
21
Розділ 1
k = 1,272. Тобто стійке положення скиби забезпечується при b/a > 1,272.
За цієї умови максимальна глибина оранки із заданою шириною захвату корпусу становитиме
amax < b/1,272 = 0,8b.
Для визначення кута δ нахилу скиби до горизонту скористаємося рис. 1.5, а, з якого видно, що
sinδ = a/b, |
(1.2) |
або виразимо через k = b/a
sinδ =1/k.
Кут δ нахилу скиби до горизонту становитиме
δ= arcsin1/k = arcsin1/1,272 = 51°50′,
акут повороту скиби β = 128°10′.
Це свідчить, що для забезпечення надійного обертання скиби по- трібно, щоб k > 1,272. На практиці під час розробки конструкції плу- гів беруть k = 1,4…1,6.
Співвідношення між шириною і товщиною скиби при оран-
ці з передплужником. Під час такої оранки скиба повертається на більший кут, а кут нахилу її до горизонту менший.
Для визначення кута нахилу скиби до горизонту скористаємося рис. 1.5, б, із якого видно, що
sinδп = EC2′ /C′C2′.
Виразивши через розміри основної скиби a і b та скиби, вирізаної передплужником,
sinδ |
п |
= a − a1 |
, |
(1.3) |
|
b |
|
|
де a1 — товщина скиби, яку вирізав передплужник, отримаємо
|
|
b2 −(a − a )2 |
|
|||
cosδп = |
|
1 |
|
; |
(1.4) |
|
|
b |
|
||||
tgδп = |
|
|
a − a1 |
. |
(1.5) |
|
|
b2 |
−(a − a )2 |
||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
|
|
|
Порівнюючи вирази (1.2) і (1.3), бачимо, що кут нахилу скиби до горизонту у разі роботи з передплужником менший, ніж кут нахилу скиби під час роботи без передплужника.
22
Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту
Обчислення показують, що при оранці з передплужником, який вирізує скибу завширшки b1 = 2/3b і завтовшки a1 =1/3a, основна
скиба, яка має відношення k = b/a =1,272, буде нахилена під кутом
δ1 = 31°40′ і повернеться на кут β1 |
= 148°20′, а за розмірів скиби, що |
вирізує передплужник a2 = 1/2a |
і b1 = 2/3b, відповідно δ2 = 23° і |
β2 = 157°. |
|
Отже, зі збільшенням товщини скиби, що вирізує передплужник, кут нахилу скиби до горизонту зменшується, а кут обертання скиби збільшується. Товщину скиби, яку вирізує передплужник, вибира- ють відповідно до аг- ротехнічних вимог, що ставляться до оран- ки.
Для визначення співвідношення між шириною і товщи- ною скиби, з якої передплужник вирі- зав скибу, розглянемо перевернутий переріз скиби АВСDЕО (рис. 1.6). При цьому розмі- стимо центр системи координат у точці О, вісь х напрямимо по ОЕ, а вісь у — по ОА. Переріз скиби роз- глянемо як два пря- мокутники АВСМ і
DЕОМ.
Координати цент- ра ваги O1 прямокут-
ника АВСМ:
x1 = AB/2 = b/2;
y1 = OA − AM /2 = a − a −2a1 = a +2a1 .
Координати центра ваги O2 прямокутника DЕОМ:
x2 = OE/2 = (b −b1 )/2; y2 = a1 /2.
Площу прямокутника АВСМ позначимо через F1 = b(a − a1 ), а прямокутника DЕОМ через F2 = a1(b −b1 ).
23
Розділ 1
Рівняння моментів відносно точки О, якщо xц і уц координати центра Ц ваги всього перерізу, мають вигляд
F1x1 + F2x2 = (F1 + F2 )xц;
F1 у1 + F2 у2 = (F1 + F2 )уц.
Звідси
xц = F1x1 + F2x2 ; F1 + F2
уц = F1 у1 + F2 у2 .
F1 + F2
Підставимо значення F1, F2, x1, x2, y1, y2 і позначимо F1 + F2 = F:
|
|
|
|
b(a − a )b |
+ a (b −b ) |
(b −b1 ) |
|||||
xц = |
1 |
2 |
1 |
1 |
2 |
|
; |
|
|||
|
|
F |
|
|
|
|
|||||
|
|
b(a − a )(а + а1 ) |
+ a (b −b ) |
а1 |
|||||||
у |
= |
|
|
1 |
|
2 |
1 |
1 |
2 |
. |
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
||||
ц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Після спрощення матимемо
x |
|
= |
ab2 − 2abb + a b2 |
; |
|||
ц |
|
1 1 1 |
|||||
|
|
|
|
2F |
|
||
|
|
у |
= |
a2b − a12b1 |
. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
ц |
|
2F |
|
З’єднавши точки О і Ц прямою, отримаємо tgЦОу = хц / уц.
Повернувши переріз скиби біля точки О до збігу лінії ЦО із віссю у, матимемо нестійке (критичне) положення скиби. При цьому кут δп нахилу скиби до горизонту дорівнюватиме куту ЦОу.
Отже, можна записати
tgδ |
|
= x |
|
/ y |
= |
ab2 |
− 2a bb + a b2 |
(1.6) |
п |
ц |
|
1 1 1 1 . |
|||||
|
|
ц |
|
|
a2b − a12b1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Із умови обертання скиби (1.5) відомо, що
tgδп = |
|
a − a1 |
|
, |
|
b2 |
−(a − a |
)2 |
|||
|
|
||||
|
|
1 |
|
|
24