Файл: курсовой проект на тему Модернизация комбайна Енисей-1200.docx

Существенным недостатком имеющегося вариатора комбайна Енисей-1200 является его регулировка: механическим способом и более того в ручную, необходимо останавливать контрпривод, комбайнеру пройти проконтролировать потери за комбайном и чистоту зерна в бункере, после этого уже производить регулировку ведущего шкива вариатора в сторону либо увеличения, либо уменьшения частоты вращения вала вентилятора.

Лучшим вариантом модернизации очистки комбайна послужит увеличение диапазона регулирования частоты вентилятора, так как это разрушит то скопление вороха, которое образуется в начале первого решета. Нами предлагается эффективный метод управления вариатором привода вентилятора посредством гидравлического цилиндра.

Таким образом, регулировку частоты вращения вентилятора модернизированного комбайна можно осуществлять посредством стандартного клиноременного вариатора с гидравлическим управлением. Поэтому предлагается внедрить датчики потерь и бортовой компьютер, управляющие частотой вращения вентилятора.

Работает предлагаемая конструкция следующим образом. Зерно сходит с очистки и с соломотряса об этом сигнализируют пьезоэлектрические датчики на расположенный сзади модуль потерь. Тот в свою очередь дает импульс на бортовой компьютер, который обрабатывает результаты всех датчиков, и на основе проработанных, вложенных программ и алгоритмов дает сигнал на исполнительный механизм-цепочку – электрогидравлический распределитель и гидроцилиндр на вариаторном узле вентилятора. Скорость ведомого шкива увеличивается или уменьшается, в зависимости от показания датчиков потерь.

Принцип действия клиноременного вариатора с дистанционным управлением основан на синхронном изменении рабочих диаметров ведущего ведомого шкивов в процессе их вращения при помощи гидроцилиндра рис. 2.2. Подвижные диски установлены с противоположенных сторон, чтобы при изменении из положения плоскость движения ремня оставалась перпендикулярной осям вращения шкивов [11].

Рисунок 2.2 -Гидроцилиндр управления вариатором: 1 – шток запорного клапана; 2 – уплотнительное кольцо; 3 – пробка; 4 – втулка; 5 – манжета; 6 – замковая шайба; 7 – упорное кольцо; 8 – шток гидроцилиндра

Привод вентилятора осуществляется при помощи клиноременных передач (рис. 2.3)

Рисунок 2.3 - Схема привода вентилятора: 1 – шкив вентилятора; 2 – клиновые ремни; 3 – вариаторный узел

Общий вид модернизированного вариаторного узла представлен в графической части проекта.

Расчет вентилятора сводится к тому чтобы увеличить диапазон регулирования, значит необходимо рассчитать привод, потом собственно сам вентилятор, ну а после рассчитать оси на напряжения и действующие силы.

2.3 Расчет параметров предлагаемого вариатора

Вариаторный узел комбайна Енисей-1200 состоит из двух осей и расположенных на них парных раздвижных конусных шкивов. На оси ведущего шкива расположен исполнительный механизм – гидроцилиндр, а основными элементами вариатора являются ведущий и ведомый шкивы, а также бесконечный клиновой ремень. Каждый из шкивов состоит из пары раздвижных конусов. Когда ведущую пару раздвигает гидроцилиндр, другая сдвигается. При этом ремень так перемещается в конусах, что рабочий радиус одной пары уменьшается, а другой - увеличивается. За счет этого изменяется передаточное отношение вариатора и осуществляется регулирование частоты вращения при неизменной частоте вращения ведущего шкива. Определим диапазон клиноременной передачи на основе минимальных и максимальных оборотов вентилятора: . [11]

Рисунок 2.4 - Схема привода вентилятора: 1 – шкив вентилятора; 2 – шкив ведущий вентилятора; 3 – шкив ведомый вариатора; 4 – шкив ведущий вариатора; 5 – шкив; 6 – вентилятор.

Так как вариаторный узел расположен не на последней передаче (см. рис. 2.3 рассчитываем окружную скорость и обороты ведущего шкива 2 клиноременной передачи на вентилятор, он же ведомый шкив вариатора 3 (рис. 2.4) [11].

Для начала посчитаем скорость на ведомом валу для максимальных оборотов [11]:

– обороты ведомого шкива, ;

– диаметр ведомого шкива, мм.

Передаточное отношение клиноременной передачи [11]:

где  и  — окружные скорости на ведомом и ведущем шкивах;

и  — диаметры ведущего и ведомого шкивов (замерены), мм;

п1 и п2 — частота вращения ведущего и ведомого шкивов, ;.

ξ – коэффициент упругого скольжения

Рекомендуемые значения ξ для ремней [11]:

Значит максимальные обороты ведущего шкива:

Минимальные бороты ведущего шкива:

.

Эти же обороты будут и у ведомого шкива вариатора, так как оба этих шкива закреплены на одном валу.

Расчет диаметра меньшего шкива , мм, если он не назначается по конструктивным соображениям исходя из габаритов установки, производят по формуле М.А. Саверина [11]:

где N1 – мощность на ведущем шкиве, кВт;

n1 – частота вращения ведущего шкива, об/мин.

Но так как диаметр известен преобразуем формулу, выразим мощность:

Посчитаем для max и min оборотов:

Вариатор стандартный который установлен на комбайне передает мощность . Это значение понадобится в последующих расчетах так как оно неизменно:

Расчет вентилятора. Основные соотношения вентилятора:

Так как производительность вентилятора очистки комбайна должна регулироваться в большом диапазоне, то при этом необходима достаточно точная настройка его с целью снижения потерь зерна и семян. Производительность вентилятора можно регулировать изменением сопротивления сети или изменением характеристики, т.е. напорной линии непосредственно вентилятора. Сопротивление сети изменяют введением в нее или регулированием уже установленных дросселя, клапанов или дефлекторов, а характеристику вентилятора – регулированием частоты вращения лопастного колеса или регулированием воздушного потока перед входом его в вентилятор с помощью заслонок или направляющих устройств. Введение дополнительного сопротивления – невыгодно исходя из экономических соображений, тогда можно увеличить диапазон регулирования сконструировав новый вариаторный узел.

Существующий диапазон . Предлагаемый

Если принят нижний предел оборотов прежним , то

Передача от ведомого блока вариатора до вала вентилятора осталась не изменой получаем обороты вентилятора [11]:

где ;

Тогда и отталкиваясь о зависимости

основные данные вентилятора изменятся для max оборотов [11]:

По сравнению с существующей закономерностью [11]:

То есть при изменении диапазона вариатора изменяется и расход воздуха, и давление развиваемое вентилятором, и мощность им потребляемая

Расчет шпонки на срез и смятие

Момент на ведомом валу:

где - мощность на ведущем валу, кВт;

– максимальные обороты на ведомом валу, мин^-1;

Кпд вариатора принят

Диаметр вала d=30 мм, принимаем шпонку 16х10х56 – ГОСТ 23360-89.