Расчет рабочих органов уборочных машин Часть I. Расчет режущего аппарата

Значения сил Рср, Рj и Fmp1 в каждой из характерных точек по ходу ножа берут из соответствующих графиков или рассчитывают, подставляя в зависимость соответствующую характерной точке координату х. Величину угла определяем из схемы механизма привода ножа (рисунок 7), соответствующих нахождению ножа в каждой из характерных точек. Выбирается величинадезаксиалаh = (2…3)∙r, либо h = (5…7)∙r. Пусть h = 3r=3∙38,1=114,3 мм. В зависимости от выбранного дезаксиала определяем длину шатуна l: l = (9…10) ∙r (h = (2…3) ∙r)l = (15…25) ∙r (h = (5…7) ∙r)Длина шатуна равнаl = 10r=10∙38,1=381 мм. Построение начинаем с нанесения горизонтали (проекция плоскости режущего аппарата) и центра (0) кривошипного вала на выбранной высоте (дезаксиалеh) от нее (рисунок7). Масштаб построения от 1:2,5 до 1:

5.Из центра 0 проводим окружность радиуса r. Определяем вспомогательный радиус R′ = l — r и им из центра 0 делаем засечку на горизонтали справа от центра. Полученная точка А0 будет левым крайним положением ножа. Соединяя полученную точку А0 с центром 0 прямой линией и продлив линию за центр до пересечения с дугой окружности (точка к0) найдем положение всех звеньев механизма привода ножа (кривошип Ок0и шатун к0А0 расположены по одной линии, но направлены в противоположные стороны) и угол наклона шатуна. От точки А0 отложим вправо в выбранном масштабе величину хода ножа S = 2r и расстояние до точек начала и конца резания (А1 и А2 для аппарата t = t0 = S), используя диаграммы скоростей резания (рисунок 3).Соединив центр 0 с точкой конца хода ножа (А3 — аппарат t = t0 = S), найдем положение механизма привода в крайнем правом положении ножа (кривошип Ок3 и шатун к3А3 расположены по одной линии и направлены в одну сторону) и величину угла. Затем вспомогательным радиусом R" = l из точек А1 и А2 (t = t0 = S), как из центров, делаем засечки на дуге окружности радиуса r.

Соединив найденные точки к1, к2 прямыми линиями с центром кривошипного вала (0) и точками А1, A2, получим положения механизма привода в точках начала и конца резания ножа, а также искомые значения угла, .х0= 0×1 = хн=20,1×2 = хк=56,1 хк = S=76,2 .Рисунок 7 Схема механизма привода ножа (масштаб 1:2,5)Поскольку силы сопротивления растений срезу возникают в начале и перестают действовать в конце резания значение силы Fmp2 в каждой из точек А1 и А2 необходимо считать по два раза — бесконечно близко слева и бесконечно близко справа от точки.;;;.) При отрицательном значении алгебраической суммы () берется ее модуль. Алгебраическая сумма сил () может иметь как положительное (первая половина хода ножа, а также в пределах хр во второй половине хода), так и отрицательное значение (за пределами участка хр во второй половине хода, где). Если указанная сумма сил имеет положительное значение, то сила Rx направлена в сторону движения ножа, а нормальная сила N вниз, прижимая головку к направляющей. Сила трения Fmp2 возникает между поверхностью направляющей и нижней поверхностью головки ножа. Отрицательное значение суммы сил означает, что привод не толкает, а тормозит нож, движущийся под действием силы инерции (-Pj).Cила Rx направлена против вектора скорости ножа, а сила N — вверх прижимая верхнюю поверхность головки ножа к направляющей. Сила трения Fmp2 возникает между второй парой трущихся поверхностей (рисунок8б). Направление же силы трения и ее знак + в пределах всего хода ножа остаются неизменными. Последовательное соединение нанесенных точек значений Fmp2 прямыми линиями даст график. Рисунок8.

Схема сил, действующих на нож: а — в начале хода; б — в конце хода; 1 — шатун; 2 — головка ножа; 3 — направляющая.

Силу сопротивления движению ножа.

Т определяем алгебраическим суммированием значений всех составляющих в тех же характерных точках. Для аппаратаt = t0 = Sее необходимо определить минимум шесть раз.Н.Н.Н.Н.Н. Н. По полученным значениям силы.

Т и ее составляющих строится диаграмма сил, действующих на нож (рисунок9). Масштаб изображения графиков сил должен быть таким, чтобы максимальная ордината () силы.

Т была около 100…120 мм, т. е. μт, Н/мм. Причем μТдолжен выбираться из ряда 10, 20, 30 и т. д. (Н/мм). Тогда ординаты графиков сил Рср, Fтр1, Fтр2, Pj, в любой точке будут определяться, мм. Мощность на привод ножа находится по зависимости: N = TUнЗначения силы Тi берем для каждой характерной точки в пределах хода ножа из диаграммы сил (рисунок9), а скорости Uнi — из диаграммы скоростей резания (рисунок 3).N1 = T1 ∙ Uн0 = 2983,8 ∙ 0 = 0 Вт. N2 = T2 ∙ Uн1 = 2474,2 ∙ 1,62 = 4008,2 Вт. N3 = T3 ∙ Uн1 = 3032,1 ∙ 1,62 = 4912.

Вт.N4 = T4 ∙ Uн2 = 1827,5 ∙ 1,57 = 2869,2 Вт. N5 = T5 ∙ Uн2 = 1530,3 ∙ 1,57 = 2402,6 Вт. N6 = T6 ∙ Uн3 = 1181 ∙ 0 = 0 Вт. Для уточнения вида диаграммы необходимо подсчитать значения N минимум в двух дополнительных точках: и. N' = T' ∙U' =2455,5 ∙ 1,84 = 4518,12 ВтN'' = T'' ∙U'' =1324 ∙ 1,2 = 1588,8ВтПо данным расчетов построим диаграмму изменения мощности на привод ножа в функции его перемещения (рисунок10).Масштаб диаграммы мощностей μNдолжен выбираться из ряда 10, 20, 30… Вт/мм, причем наибольшая ордината уmax= Nmax/μN должна быть не более 110…120 мм. Рисунок 9. Диаграмма сил, действующих на нож режущего аппарата.

Рисунок 10. Диаграмма изменения мощности на привод ножа.

Заключение

В данной работе проведены основные расчеты режущего аппарата уборочной машины, построены диаграммы сил, действующих на нож режущего аппарата и изменения мощности на привод ножа в процессе резанья. Результаты силовых и мощностных расчетов являются исходными данными для прочностных расчетов элементов механизма привода ножа, определения момента инерции маховика, подбора энергосредства или трансмиссии от источника энергии (трактор, двигатель) к механизму привода ножа. Библиографический список1. Ломакин С. Г. Расчет рабочих органов уборочных машин. Часть I. Расчет режущего аппарата. Методические рекомендации по выполнению курсовой работы.- М.: МГАУ им. В. П. Горячкина, 2012. — 39 с.

2. Справочник инженера-механика сельскохозяйственного производства. -М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2011.