Файл: курсовой проект Повышение эффективности уборки зерновых культур совершенствованием жатки комбайна ДОН-1500.doc

1.3 Цель и задачи проекта.

Цель проекта – снижение потерь зерна за жаткой зерноуборочного комбайна, путём её модернизации. Цель проекта достигается решением следующих задач:

- выбрать и обосновать конструкцию жатки, позволяющей значительно снизить потери зерна;

- произвести технологический расчёт одного из узла модернизируемой жатки;

- сделать кинематический расчёт привода жатки;

- произвести прочностной расчёт узла привода модернизируемой жатки.

2 Конструкторская разработка.

2.1.1 Агротехнические требования к уборке зерновых культур.

1.Сроки начала раздельной уборки определяют отдельно для каждого поля. Для этого организуют непрерывное наблюдение за созреванием хлебов на всех полях за 20 дней до уборки.

2. Высота стерни при двухфазной уборке должна быть в пределах 15...25 см в зависимости от густоты и высоты стояния растений, хлеба высотой 60…100 см. и густотой 300...400 стеблей на 1 м² скашивают, остав­ляя высоту стерни 15... 18 см, а для более густых и бо­лее высоких хлебов—18...25 см.

3. Валок должен иметь толщину в пределах 20... 25 см для южных степных районов и 10...18 см — для остальных районов; ширину — не более 1,7 м; массу 1 пог. м валка — не менее 2,0 кг; ориентацию стеб­лей— в пределах 10... 15° относительно продольной оси.

4.Укладывают хлеба в валки поперек к посеву. Весовая характеристика валка должна соответствовать пропускной способности молотилки комбайна при оп­тимальной скорости движения агрегата. Показатели средней массы 1 пoг. м валков, сформированных валковыми жатками, определяют по номограмме.

5.Следует добиваться такого наклона стеблей, что­бы при атмосферных осадках вода стекала от колоса к комлю. Валок правильно сформирован, если он рав­номерен по ширине и толщине.

2.1.2 Агротехнические требования к зерноуборочным комбайнам.

Агротехнические требования к зерноуборочным машинам устанав­ливают допустимые уровни потерь, дробления и чистоты зерна.

При раздельной уборке потери зерна за валковой жаткой до­пускаются не более 0,5 % для прямостоячих хлебов и 1,5 % для полеглых. При подборе валков потери зерна не должны превы­шать 1 %, а чистота зерна в бункере должна быть не менее 96 %.

При прямом комбайнировании за жаткой комбайна допуска­ется до 1 % потерь для прямостоячих хлебов и 1,5 % для полег­лых. Общие потери зерна за молотилкой из-за недомолота и с соломой должны быть не более 1,5 % при уборке зерновых и не более 2 % при уборке риса. Чистота зерна в бункере должна быть не ниже95%. Дробление семенного зерна не должно превышать 1 %, продовольственного—2, зернобобовых и крупяных куль­тур—3, риса—5 %.

2.2 Описание модернизации жатвенной части зерноуборочного комбайна дон – 1500.

Жатки известных зерноуборочных комбайнов обладают рядом недостатков: планка мотовила, опускаясь в хлебостой, прежде чем подвести стебли к режущему аппарату, отклоняет их в противоположную сторону, а стебли растений, центр тяжести которых оказывается выше планки, опрокидываются через нее и наматываются на мотовило, вследствие этого происходит вымолот зерна и выпадение его в поле; режущий аппарат с возвратно-поступательным движением ножа вызывает нежелательные инерционные силы воздействующие на машину и срезаемые растения, из которых часть зерна выпадает в поле; в шнековом транспортере вследствие трения срезанной массы о стенки платформы и спирали происходит частичный обмолот колосьев и выпадение зерна в поле.

Предлагаемая нами модернизация сокращает потери зерна путем улучшения контакта рабочих органов со средой.

Указанная цель достигается тем, что в жатке, содержащей мотовило, режущий аппарат и наклонную камеру с транспортером, мотовило выполнено в виде горизонтального опирающегося осью на подшипники вращающегося лопастного барабана с прикрепленными неподвижно к наружным концам криволинейных лопастей параллельно оси вращения прямыми ножами, взаимодействующими с выгнутыми по кривой вращения лезвия прямого ножа стреловидными ножами с внутренней заточкой, закрепленными на раме с возможностью вертикального качания опирающихся передними концами на регулируемые по высоте шарниры, а задним концом на регулируемый по высоте подпружиненный шарнир.

Рисунок 4 – Вид модернизируемой жатки с боку.

На рис. 1 изображена предлагаемая жатка, вид сбоку; на рис. 2 то же, вид сверху; на рис. 3 положение прямого ножа лопасти мотовила и стреловидного ножа в зоне резания; на рис. 4 разрез по контакту лезвий ножей.

Рисунок 5 – Вид модернизируемой жатки с верху.

Жатка, содержащая мотовило 1, опирающееся осью 2 на подшипники 3, снабженное лопастями 4 с неподвижно закрепленными параллельно оси вращения прямыми ножами 5, взаимодействующими с выгнутыми по кривой вращения лезвия ножа 5 стреловидными ножами 6 с внутренней заточкой 7, прикрепленными к раме 8 с возможностью вертикального качания, опирающихся передними концами, защищенными обтекателями 9, на регулируемые по высоте гайками 10 шарниры 11, а задним концом на регулируемый по высоте гайкой 12 шарнир 13 с пружиной 14, расположенные параллельно полотенно-планчатых транспортеров 15, размещенных в зернонепроницаемых желобах 16 с приемным битером 17, взаимодействующим с транспортером 18 наклонной камеры.

Рисунок 6 – Положение ножа в зоне резания.

Рисунок 7 – Разрез по контакту лезвий ножа.

Жатка работает следующим образом.

Перед началом работы гайками 10 и 12 регулируют зазор между лезвиями ножа 6 и проходящим над ними лезвием ножа 5, который должен быть близким к нулю, в дальнейшим зазор постоянно автоматически поддерживается упругостью пружины 14. При вращении мотовила 1 лопасти 4 с ножами 5 захватывают встречающиеся стебли и перемещают их к стреловидным ножам 6, где лезвия ножей 6 с лезвиями ножей 5 образуют практически беззазорную ножевую пару по принципу секатора, срезают стебли, а лопасти 4 отбрасывают их на полотенно-планчатые транспортеры 15, которые перемещают срезанную массу к приемному битеру 17, взаимодействующему с транспортером 18 наклонной камеры, причем работа жатки возможна без выпадения зерна в поле при различной высоте срезки и со скоростью резания более 2,5 м/с, включая полеглые и спутанные растения.

2.3 Технологический расчёт горизонтального транспортёра модернизируемой жатки комбайна дон – 1500.

Транспортёры жаток предназначены для приёма срезанных стеблей от режущего аппарата и перемещения их в определённом порядке для передачи на другие органы комбайна.

На качество образования валка и передачу стеблей на последующие рабочие органы влияет высота хлебной массы h в конце транспортёра.

Подачу хлебной массы на транспортёр в единицу времени определяем по формуле:

где Q – урожайность хлебной массы, ц/га;

принимаем Q = 25 ц/га;

поступательная скорость жатки, м/с;

принимаем =2.1 м/с;

В – ширина жатки, м; принимаем В = 6 м;

v– отношение массы зерна по всей хлебной массе, поступающей на молотилку; принимаем v= 0.5.

Т.к. у нас два транспортёра, то подача на один составляет:

Зная подачу на транспортёр, определяем его скорость по формуле:

Где - плотность стеблей при расположении их на транспортёре, кг/м³, принимаем для пшеницы = 28 кг/м³;

L – длина срезанных стеблей, м, принимаем для пшеницы L = 1.1 м;

H – толщина слоя в конце транспортера, м, обычно h = 0.1… 0.3 м, принимаем h = 0.25 м.

Тогда:

2.4 Кинематический расчёт модернизируемой жатки.

Рисунок 8 – Кинематическая схема привода жатки.

1 – вал привода режущего устройства; 2 – вал битера жатки; 3 – приводной вал горизонтального транспортёра (правая сторона); 4 – ведомый вал горизонтального транспортёра (правая сторона); 5 – ведомый вал горизонтального транспортёра (левая сторона); 6 - приводной вал горизонтального транспортёра (левая сторона); 7 – трансмиссионный вал наклонной камеры; 8 – карданный вал привода левого конического редуктора; 9 – карданный вал привода правого конического редуктора; 10 – правый конический редуктор; 11 – левый конический редуктор.

Кинематическая схема модернизируемой жатки показана на рисунке 8. она состоит из валов привода режущего устройства 1; вала битера жатки 2; приводных и ведомых валов горизонтального транспортёра 3,4,5 и 6; карданных валов привода конических редукторов 8 и 9.

Крутящий момент на рабочие органы жатки передаёт с трансмиссионного вала наклонной камеры 7 (n = 475об/мин), через карданные валы на правую и левую стороны жатки. Для изменения направления вращения на 90⁰ принимаем конические редукторы 10 и 11. одновременно от вала 7 посредством цепной передачи (цепь ПР 25.4) вращение передаётся на вал питающего битера жатки 2.

Режущее устройство жатки приводится во вращение через левый конический редуктор и цепную передачу (цепь ПР 31.75).

Определим частоту вращения приводных валов горизонтального транспортёра, из условия обеспечения линейной скорости транспортера по формуле:

Откуда:

Радиус приводного вала транспортёра – R принимаем из конструктивных соображений R = 0.085 об/мин.

Определяем передаточное отношение конических редукторов по формуле:

Округляем данное значение до ближайшего стандартного значения i= 1.40, и уточняем обороты валов 3,4,5,6.

Принимаем равным 340 об/мин.

Частоту вращения битера жатки рассчитываем из условия обеспечения неразрывности потока т.е.

Тогда:

Радиус битера из конструктивных соображений принимаем 0.15 м.

Тогда:

Принимаем 220 об/мин.

Принимаем число зубьев малой звёздочки по формуле:

где t – шаг цепи принимаем t = 25.4 мм;

i – передаточное число;

а– межосевое расстояние.

Тогда:

Округляем z₁ =25.

Тогда: z₂ = 25 2.24 = 56.

Уточняем передаточное отношение и обороты битера:

Рассчитываем привод режущего устройства исходя из условия, что скорость резания должна быть не менее 2.5 м/с, принимаем для подлежащего качества резания

Принимаем радиус режущего устройства R_р.у = 0.55 м.

Тогда обороты режущего устройства будут:

Принимаем передаточное отношение:

Округляем до ближайшего стандартного значения i_р.у. = 2,80.

Принимаем число зубьев малой звёздочки по формуле:

Тогда:

Уточняем передаточное отношение и обороты режущего устройства:

Результаты кинематического расчёта сводим в таблицу.

Таблица 1 – результаты кинематического расчёта.