Мощность, затрачиваемая на выполнение технологического процесса комбайном

Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия:

N_дв? N_т,

где N_дв — мощность двигателя, кВт;

N_т — мощность, необходимая для выполнения технологического процесса, кВт.

Мощность, необходимая для выполнения технологического процесса комбайном,.

.

где N_р — мощность, затрачиваемая на процесс резания, кВт;

N_ма — мощность на привод молотильного барабана, кВт;

N_ро — мощность на привод остальных рабочих органов (принимать из Приложения В), кВт;

N_п — мощность на перемещение комбайна, кВт.

6.1 Мощность, необходимая для выполнения процесса резания, где T_max — максимальная сила, действующая в приводе ножа, Н;

? угловая частота вращения ведущего вала привода, 1/с;

r? радиус кривошипа механизма привода ножа, м.

В процессе резания на нож режущего аппарата действуют силы где R_cр — среднее значение силы сопротивления срезу стеблей, Н;

— сила инерции масс ножа, возникающая за счет непостоянства скорости перемещения ножа, Н;

F — сила трения ножа по пальцевому брусу, вызываемая его силой тяжести, Н.

Для дальнейших расчетов принимаем большее.

6.1.1 Сила сопротивления срезу стеблей зависит от площади нагрузки и густоты стеблестоя.

где — удельная работа, затрачиваемая на срез растений с 1 см²

(= (1…2)10^-2 Дж/см² для зерновых культур). Большие значения необходимо принимать при срезе ржи и пшеницы, а меньшие — для ячменя и овса;

f_н — площадь нагрузки на лезвие сегмента, см²;

х_н и х_к — величина перемещения ножа, соответствующая началу и концу резания, м.

Площадь нагрузки на лезвие сегмента где L — подача, см;

S — ход ножа, см.

Число сегментов z:

(принимаем z=56).

где B — ширина захвата жатки, м;

t — ширина сегмента, м.

• 6.1.2 Сила инерции
• ? для механизма Шумахера

где m_н — масса ножа, кг;

щ — угловая частота вращения ведущего вала привода (по технической характеристике комбайна), с^-1;

r — радиус кривошипа механизма привода ножа (r = S / 2), м;

6.1.3 Максимальное значение силы инерции (при х = 0 и х = S): для механизма Шумахера где m_н? общая масса ножа (), кг;

m₀? масса одного погонного метра ножа (m_o = 2,0…2,2 кг/м).

6.1.4 Сила трения где — сила тяжести ножа, определяемая из расчета его длины; f — коэффициент трения (f = 0,25…0,30).

• 6.1.5 По результатам расчетов построить графики изменения сил Rcр, Pj и F сопротивления, действующих на нож (формат A2 графической части курсового проекта):
  • — сила сопротивления срезу R_cр графически представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс на отрезке от начала х_н до конца х_к резания;
  • — сила P_j инерции для механизма Шумахера графически изменяется по ломаной HMKL прямой, характер которой определяется координатами х₁ при V_р = const;
  • — максимальное значение (в точках H и L) силы инерции для механизма Шумахера определяется по выражению

;

• — на отрезке MK сила инерции для механизма Шумахера равна 0;
• — координаты х_1, есть проекция отрезка СЕ на ось х:х₁=13,2;
• — сила F трения графически отображается линией, параллельной оси абсцисс;

По максимальной суммарной силе T_max для соответствующих типов приводов режущего аппарата определить мощность, затрачиваемую на преодоление сил сопротивления резанию.

6.2 Мощность, необходимая для обмолота (Nо) и на холостой ход (Nx):

.

6.2.1 Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений от взаимодействия бичей с растительной массой,.

где [q_min]_ф — секундная подача массы, [q_min]_ф =6,3кг/с;

а_т и b_т — коэффициенты, зависящие от состояния и сорта культуры и конструктивных параметров молотильного устройства (для барабанно-декового аппарата а_т = 100…120 Н· (кг/с)^-1 и b_т = 8…10 Н (кг/с)^-2.

Принимаем а_т = 100 Н· (кг/с)^-1, b_т = 8…10 Н (кг/с)^-2 u_б=30;

Большие значения коэффициентов соответствуют длинносоломистому стеблестою большей влажности и меньшей длине барабана, а меньшие — короткостебельному хлебостою меньшей влажности и большей длине барабана.

6.2.2 Мощность Nx холостого хода затрачивается на преодоление сил трения в опорах и сопротивление воздуха где а_х — коэффициент сил трения (для бильных барабанов а_х = 0,85…0,90 Н на каждые 100 кг массы барабана (масса «ЛИДА — 1300» — 320 кг);

b_x — коэффициент, зависящий от плотности воздуха, формы и размера вращающихся частей барабана (для бильных барабанов b_x = 0,055…0,090 Нс²/м²).

6.3 Мощность, необходимая для передвижения комбайна, где P — усилие затрачиваемое комбайном на перекатывание, Н;

з_тр — КПД трансмиссии ходовой части комбайна (з_тр = 0,87);

з_б — коэффициент буксования (з_б = 0,95…0,98).

Сопротивление перекатыванию где f — коэффициент сопротивления качению (f = 0,07…0,09 — стерня после уборки зерновых);

— сила тяжести комбайна, кН (приложение А);

i — уклон поля, %.

Масса m_к комбайна где m_э — эксплутационная масса комбайна, т;

?m — масса технологического материала, находящегося в бункере и копнителе комбайна, т (В данном случае ?m=5000кг).

6.4 Мощность N_ро затрачиваемая на привод остальных рабочих органов (приложение А), примем N_ро =55кВт.

6.5 Общая потребляемая комбайном мощность на выполнение технологического процесса где N_р — мощность, затрачиваемая на процесс резания, кВт;

N_ма — мощность на привод молотильного барабана, кВт;

N_ро — мощность на привод остальных рабочих органов.

6.6 Сравнить расчетную потребляемую мощность с мощностью двигателя комбайна и дать заключение.

Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия:

N_дв ? N_т,

где N_дв — мощность двигателя, кВт;

N_т — мощность, необходимая для выполнения технологического процесса, кВт.

N_п — мощность на перемещение комбайна, кВт.

Вывод: Сравнивая расчетную мощность комбайна на выполнение технологического процесса с мощностью двигателя комбайна видим, что условие обеспечения работы комбайна (N_дв? N_к) выполняется:

кВт