ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.03.2024
Просмотров: 50
Скачиваний: 0
СОДЕРЖАНИЕ
1.2 Агротехнические требования
1.2 Анализустройств для основной обработки почвы
1.3 Патентный обзор и обоснование выбора прототипа
2.1 Описание модернизации плуга плн-5-35
2.2 Технологические и прочностные расчеты элементов конструкции модернизированного плуга плн-5-35
2.2.1 Определение глубины вспашки
2.2.2 Построение отвальной поверхности плуга
2.2.3 Выбор основных размеров плуга
2.2.4 Расчет полуоси опорного колеса
3. Настройка, регулировка и техника безопасности
3.1 Настройки и регулировки плуга плн-5-35
3.2 Техника безопасности при эксплуатации плуга плн-5-35
1. Современное состояние механизации отвальной обработки почвы 3
2.2 Технологические и прочностные расчеты элементов конструкции модернизированного плуга плн-5-35
2.2.1 Определение глубины вспашки
Максимально допустимую глубину вспашки можно определить из выражения:
см,
где b – ширина захвата корпуса плуга, см;
k– соотношение ширины захвата корпуса к глубине пахоты.
Численное значение kдля плугов общего назначения с культурными и полувинтовыми отвалами – 1,3…1,8.
Тяговое сопротивление плугов можно определить по рациональной формуле акад. В.П. Горячкина:
где f– коэффициент, аналогичный коэффициенту трения о сталь: для жнивья – 0,5; для клеверища – 1,0;
G – сила тяжести плуга, Н;
а – глубина пахоты, м; b – ширина захвата плуга, м;
k1– коэффициент удельного сопротивления почвы; для легких почв – 20…35 кПа; для средних почв – 35…55 кПа; для тяжелых почв – 55…80 кПа; для очень тяжелых – 80…130 кПа;
ε – коэффициент, характеризующий форму рабочей поверхности плуга и свойства почв: 1,5…3,0 кН·с2·м-4;
n– число корпусов;
v – скорость движения агрегата, м/с.
кН.
Следовательно, выбираем колесный трактор Т-150К тягового класса 30 кН.
2.2.2 Построение отвальной поверхности плуга
Для построения цилиндроида по методу построения рабочих поверхностей по одной направляющей кривой и заданному закону изменения угла образующих с полевой стороной берут направляющую кривую, лежащую в вертикальной плоскости, перпендикулярной к лезвию лемеха. На расстоянии от носа лемеха для культурных поверхностей и в конце лемеха для полувинтовых поверхностей проводят плоскость (рисунок 2.4).
Рисунок 2.4 – Положение направляющей параболы и её параметры
Направляющая кривая располагается нижней точкой на лезвии лемеха, верхней — на верхнем обрезе отвала. В качестве направляющей кривой может быть использована окружность или парабола. Вылет направляющей кривой L и ее высоту h находят из уравнений
где R – радиус окружности;
- угол с дном борозды касательной к направляющей окружности или параболе.
Угол бороздного обреза определяют из выражения:
Отклонение этого угла допускается не более 3°.
Построение контура рабочей поверхности корпуса показано на рисунке 2.5. Бороздной обрез отвала строят по отваленному пласту сечением . Из середины бороздной грани пласта D проводят линию, параллельную пласту, сечением до пересечения с линией стыка лемеха с отвалом. Высоту верхнего обреза отвала у полевой стороны находят из выражения:
мм,
где — ширина пласта;
= 10 — 20 мм.
Положение верхнего обреза отвала определяется кривой, соединяющей верхнюю точку полевого обреза отвала с траекторией движения верхнего конца диагонали сечения пласта. Высота точки верхнего обреза отвала может быть принята равной:
см,
где = 0 - 2 см;
— глубина пахоты в см;
— ширина пласта в см.
Положение этой точки верхнего обреза отвала относительно полевой стороны определяется величиной и вертикальным положением диагонали пласта .
Оборачивающая способность отвала характеризуется разностью углов . Среднее значение разности между указанными углами рекомендуют для отвалов культурных корпусов и полувинтовых выше 8°.
Чтобы пласт не задирался в месте стыка лемеха с отвалом, угол должен быть меньше угла для культурных отвалов и 2-4° для полувинтовых отвалов.
Для отвалов полувннтовых корпусов принимают изменение углов образующих в пределах по закону параболы:
Изменение углов образующих для этих отвалов от до может быть взято также по закону прямой.
По углам , и по числу образующих между ними строят направляющую параболу (по ее вершине , оси и заданной точке ). Графическое построение обеспечивает точность до 0,5%, что практически вполне достаточно.
Рисунок 2.5 – Построение контура рабочей поверхности корпуса
Построив контур поверхности в вертикальной проекции, зная величины углов , , и промежуточные углы образующих, построив направляющую параболу, можно вычертить горизонтальную проекцию сечения , , , вертикальными плоскостями, перпендикулярными к стенке борозды, и поверочные шаблоны , , ,..., для сечений отвала вертикальными плоскостями, перпендикулярными к лезвию лемеха.
Рабочую поверхность строят в следующем порядке: проводят в вертикальной проекции следы образующих 1'—1', 2'—2', 3'—3' и т. д. через заданные интервалы 25 или 50 мм. Продолжают их до пересечения с направляющей параболой и с вертикалью, проведенной через ее нижний конец, и получают отрезки для построения образующих на горизонтальной проекции. На нулевой образующей в горизонтальной проекции перпендикулярно лезвию лемеха в его конце проводят след вертикальной плоскости, в которой располагается направляющая парабола. Эта парабола является основным шаблоном.
В правом углу проводим линию полевого обреза на которой в верхней половине строим лобовую проекцию в нижней части линии из точки О под углом проводим линию лезвия лемеха. Из крайней точки отвальной проекции лобового контура проводят вертикаль до пересечения с линией лезвия лемеха АВ.
Выше точки А по линии лезвия лемеха откладывают точку D – начало образующей кривой и в этой точке проводят нормаль к линии лезвия лемеха.
Из точки D в сторону лобовой проекции под углом проводят нижнюю касательную.
Далее по линии лезвия лемех из точки D откладывают высоту h в точке С соответствующей высоте h проводят нормаль также в сторону лобовой проекции или в сторону направляющей кривой из точки С по нормали откладывают вылет l и получаем точку верхнего окончания направляющей кривой. Из точек D и E радиусом R находят центр окружности О1 из которого проводят часть окружности соединяя точки Е и D. Для проверки направления кривой, проведенной из точки Е проводим касательную к этой кривой до пересечения с нижней касательной в точке пересечения, измеряют угол.
В связи с невозможностью построения линий образующих горизонтальную проекцию корпуса плуга (ручным путем) применяется графо-аналитическая методика. Суть графоаналитической методики заключается в сочетании приемов аналитического решения параметров искомой поверхности или линии и последующего графического изображения сочетанием результатов расчета и элементов ручного построения.
Рисунок 2.6 – Построение горизонтальной проекции отвальной поверхности плуга
Построение образующих линий графоаналитическим методом сводится к следующему: в точке пересечения нормали к лезвию лемеха и следа точки «1» образующей кривой проводят вертикаль, отрезком 100 мм. В вершине отрезка под прямым углом проводят линию, которая образует прямоугольный треугольник, при этом угол образуемый катетом 100 мм и следом точки «1» будет равен . Углы и т.д. находятся по функции изменения угла в зависимости от типа отвальной поверхности. Для построения горизонтальной проекции необходимо найти точки, являющиеся граничными при построении, которые находятся путем сноса точек контура лобовой проекции на соответствующие образующие линии горизонтальной проекции.
2.2.3 Выбор основных размеров плуга
Высота рамы Н (рисунок 2.7) и расстояние по ходу между носами лемехов соседних корпусов l должны обеспечивать работу плуга без забивания. Многолетний опыт применения плугов показал, что плуги с плоской рамой при высоте Н≈560 мм работают без забивания, если у рамы отсутствуют элементы, расположенные над лемехами и отвалами. У рам, имеющих брусья или распорки, расположенные над корпусами, высота Н этих элементов рамы над опорной плоскостью лемехов должна быть не менее 650 мм.
Расстояние l между носками соседних лемехов должно быть равно 750—800 мм, так как при меньших значениях l пространство между корпусами оказывается недостаточным для беспрепятственного прохода стерни, навоза и сорняков, находящихся на поверхности поля. Уменьшение размера l затрудняет также свободу движения пласта, вырезаемого предплужником. Кроме того, приближение конца полевой доски переднего корпуса к лемеху заднего корпуса препятствует нормальной работе последнего.
Расстояние по ходу плуга от носка лемеха основного корпуса до носка лемеха предплужника l1 должно быть равно 250—300 мм.
Рисунок 2.7 – Схема расстановки корпусов и предплужников
2.2.4 Расчет полуоси опорного колеса
Ось нагружена изгибающей нагрузкой, и следовательно её рассчитывают на изгиб.
После составления расчётной схемы и определения всех сил, действующих на ось, построим эпюру изгибающих моментов и по максимальному изгибающему моменту произведём расчёт самой оси.
Так как ось является основанием опорного колеса, с учётом её длины, произведём расчёт на статическую прочность по формуле:
где d – диаметр оси, мм;
Мэкв – изгибающий момент в опасном сечении оси, Н·м;
[δи] – допускаемое напряжение на изгиб. Допускаемое напряжение определяем по справочным данным.
Рисунок 2.8 – Расчетная схема для вала
Диаметр оси определяем ориентировочно из расчёта на кручение поформуле:
м = 40 мм,
где V – скорость вращения колеса при работе плуга. При значении поступательной скорости агрегата v = 1,94 м/с имеем V = 33,5 с-1.
[τ] – допускаемое напряжение на кручение. При проектировочном расчете принимаем [τ] = 20…25 МПа.
Определяем изгибающий момент.
Н·м.
Мэкв = .
МПа.
По справочным данным для оси, изготовленной из материала сталь 45, с термической обработкой – закалка δв ≥ 850 МПа, δ-1≥ 340 МПа, допустимое значение [δи] = 75 МПа. Таким образом условие прочности выполняется.
Для того, чтобы деталь (ось) не вышла из строя в процессе работы она должна быть достаточно жёсткой. Жёсткость на изгиб обеспечивает оси равномерное распределение давления по всей длине оси. Параметры характеризующие степень жёсткости на изгиб: θmax – угол наклона поперечного сечения оси и ymax - наибольший прогиб оси.
Расчёт оси на жёсткость производится только после расчёта её на прочность, когда известны форма и размер.
Допустимое значение угла наклона для квадратного поперечного сечения составляет [ ] ≤ 0,0016.
Максимально допустимый прогиб определяем из соотношения:
,
где l = 124 мм – длина консоли.
мм.
Для обеспечения жёсткости на изгиб оси, необходимо чтобы действительные максимальные значения и не превышали допустимые и :
;
.
Угол наклона определяем по формуле:
где F – сила, действующая на полуось в данном сечении;
l –длина участка от плоскости приложения силы до жесткой заделки консоли;
E -модуль упругости материала, для стали Е = 2,1∙105 МПа;
I – осевой момент инерции площади сечения оси:
мм4.
;
.
Следовательно, допустимое значение угла наклона для круглого поперечного сечения соответствует условию жёсткости.
Определяем наибольший прогиб оси по формуле:
мм.
мм;
мм.
Условие жёсткости выполняется.
Произведём расчет оси на сопротивление усталости. При расчётах на усталость учитываются все основные факторы, влияющие на прочность оси: характер напряжения в зависимости от абсолютных размеров оси, состояние поверхности и поверхностное упрочнение.
Сначала определим предел выносливости при изгибе оси, изготовленной из материала – сталь 45, из условия:
МПа,
где - предел прочности. Предел прочности стали 45 принимаем равным 600 МПа.