Технологические расчеты.
Основы теории и технологического расчета культиватора

РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Ширина захвата лап выбирается с учетом того, что этот параметр тоже влияет на скопление неперерезанных сорняков на концах их крыльев. Обволакивание лезвий широкозахватных лап и отсутствие обволакивания тех же условиях работы лап малой ширины захвата, имеющих одинаковое значение углов 2 г и в, отмечено многими авторами. Этот феномен имеет не статический, а динамический характер, т. е. лезвие… Читать ещё >

Технологические расчеты. Основы теории и технологического расчета культиватора (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Расчет параметров лап

В этом разделе курсовой работы следует рассчитать угол 2 г при вершине стрельчатой лапы, рациональную величину перекрытия ?в, ширину захвата в, выбрать остальные параметры из рекомендованных значений.

Исходными данными являются типы почв, необходимое смещение S сорняка, гарантирующее его перерезание или разрыв.

Культиваторы для предпосевной обработки почвы комплектуются полольными и рыхлительными лапами. Полольные лапы предназначены для уничтожения сорных растений, они работают на глубине 6−12 см, а иногда до 25 см. Основным полольным рабочим органом является стрельчатая лапа, которая может быть с хвостовиком или без него. Размеры и форма полольной лапы характеризуются углами раствора 2 г и крошения в; шириной захвата в, а также шириной в начале в₁ в конце в₂ крыла лапы и очертанием груди лапы (рис. 1).

Рисунок 4. Стрельчатая лапа.

Угол г следует выбирать таким, чтобы подрезание сорняков производилось скользящим резанием, а корни вырванных сорняков безостановочно скользили вдоль лезвия. При невыполнении этого условия происходит обволакивание лезвия. Чтобы повисший на лезвии сорняк О (рис. 5 а) скользил вдоль лезвия, должно соблюдаться условие:

(1).

где ц — угол трения сорняка по лезвию.

Если это условие не соблюдено (рис. 2,6), то лобовое сопротивление почвы Р, испытываемое сорняком, будет проходить внутри угла трения NOA и сила Р не сможет вызвать скольжение сорняка вдоль лезвия.

Обычно ц? 47,7⁰ согласно соотношению (1), угол раствора лапы 2 г?90°. Однако налипание почвы на лапу препятствует скольжению сорняков, поэтому для обработки влажных клейких почв, угол г должен быть: значительно меньше, чем предусмотрено, зависимостью (1).

Рисунок 5. Схема к обоснованию угла г а-резание со скольжением б-р езание без скольжения С другой стороны, уменьшение угла г снижает процент подрезания сорняков, так как уменьшается величина S изгиба и смещения сорняка. Поэтому для полного подрезания сорняков не следует уменьшать угол раствора 2 г, а ограничиться его выбором рекомендованных пределах: для лап работающих на клейких почв (глина. чернозем) 2 г?55−60⁰, а на песчаных 75−80⁰. Определим по этим соображениям угол г. Принимаем 2 г=55−75⁰.

Следует рассчитать необходимую величину S изгиба и смещения сорняка, которое обеспечит заданное перекрытие лап.

При наезде на сорняк О (рис. 9) лезвие лапы надавливает на его корень и вызывает изгиб и смещение его по линии ОО₁ отклоненной от нормали к лезвию на угол ц. Если к моменту ‚ схода с крыла лапы сорняк окажется неперерезанным, то он сместится на расстояние.

Рисунок 6. Определение величины перемещения S сорняка под воздействием лапы.

(2).

где ?в- перекрытие между лапами.

Вероятность выживания лишь поврежденного сорняка возрастает с уменьшением смещения S.

И выражения (2) видно, что S убывает с уменьшением перекрытия и угла г. Определив рекомендуемое перекрытие, вычислим по выражению (2) величину смещения сорняка для проектируемого культиватора. Принимаем перекрытие между лапами ?в=30 мм. для угла г₁=55⁰. А для угла г₂=75⁰ ?в=50 мм. Тогда смещение S₁ будет равным:

S₁=30/ cos (27,5+47,7)=99,765 мм.

S₂=50/ cos (37,5+47.7)=131 мм.

S изменяется в пределах 99,765−131 мм в зависимости от угла г.

При перемещении лапы в рыхлой почве из положения I в положение П (рис. 4) все сорняки, находящиея на площади АВСD, будут сорваны со своего места и, перемещаясь вместе с лапой и одновременно скользя вдоль ее лезвия, скопятся на участке лезвия СD.

Количество сорняков на этом участке лезвия:

(3).

где Ячисло сорняков на единице площади поля;

Lсредняя линия трапеции;

hвысота трапеции АВСD.

Рисунок 7. Схема процесса динамического обволакивания сорняками лезвия полольной лапы Накопление сорняков на лезвии обычно обнаруживается именно на конце крыла. Это объясняется тем, что лапы большей ширины захвата бывают установлены на культиваторе во втором ряду.

Концы крыльев этих лай движутся в почве, взрыхленной лапами первого ряда, поэтому лобовое сопротивление сорняка на конце крыла может оказаться недостаточным для того, чтобы тангенциальная составляющая этого усилия была способна преодолеет помимо сил трения также сопротивление сдвигу слоя почвы, налипшего на поверхности лапы: сорняк, скользя вдоль лезвия, должен очистить с лапы этот слой почв.

Из (рис.4) видно, что участок CD лезвия лапы является наиболее нагруженным по количеству проходящих через него сорняков в случае неперерезания их другими участками лезвия. Выберем длин участка CD =?l в соответствии с перекрытие лап:

(4).

тогда для обеспечения непосредственного контакта сорняков с лезвием их количество на этом участке лезвия должно быть не более.

(5).

где dсредний диаметр стебля сорняка.

Для данного расчета можно принять d?4 мм.

Площадь трапеции, с которой сорняки собрались на участок? l.

лезвия, определяется высотой? h и длинами сторон АD и ВС.

(6).

(7).

(8).

Учитывая равенство (3), можно проверить ширину захвата лапы, при которой условия перерезания сорняков будут удовлетворительными даже на концах крыльев:

(9).

Вычислим ?h:

?h₁=30*cos 47.7/sin27,5=45,941 мм,
?h₂=30*cos 47.7/sin37,5=58,077 мм

Принимаем в_{1=270 мм, тогда А₁D₁=270/2cos (27,5+47,7)=448,944 мм}

B₁C₁=448,944+30*0,707/0,4617−30*0,707*3,1716/0,46=348,644 мм.

L₁= А₁D₁+ B₁C₁/2.

L₁₌448,944+348,644/2=398,794 мм Подставив формулу (3) в формулу (9) получим :

в??в₁+[ (2_* Я _* L_1*?h₁)_* cos (ц+г)_* sin г/ Я_*?в_1*cosц] (10).

тогда в₁ численно равен:

в₁=30+[ (2_* 1 _* 398,794_*45,941)_* cos (47.7+27,5)_* sin 27,5/ 1_*30_*cos47.7]=268,37 мм условие удовлетворяет, значит верно.

Теперь вычислим для угла г= 37,5⁰

Принимаем в_{2=330 мм, тогда}

А₂D₂=330/2cos (37,5+47.7)=1264,1 мм.

B₂C₂=1264,1+(50*0,707/0,608)-(50*0,707*7,59/0,608)=880,95 мм.

L₂= А₂D₂+ B₂C₂/2.

L₂₌1264,1+880,95/2=1072,525 мм.

в₂?50+[ (2_* 1 _* 1072,525_*58,07)_* 0,1305_* 0,608/ 1_*50_*0,707]=279.58 мм условие удовлетворяет, значит верно.

Полученный результат следует сравнить с рекомендациями практического характера: для клейких глинистых почв в?35 см, для супесчаных в?45 см При выборе ширины захвата лапы в соответствии с выражением (9) следует предусмотреть два значения этого параметра; лапы заднего ряда идут по частично обработанной почве, поэтому они испытывают меньшую нагрузку и могут быть шире, чем лапы переднего ряда. По аналогии со стандартными значениями можно принять отношение:

(11).

в₁=270/0,82=329,27 мм, для клейких глинистых почв в₁?350 мм условию удовлетворяет.

в₂=330/0,82=402,44 мм, для супесчаных в₂?450 мм условию удовлетворяет, значит верно.

Степень производимого лапой рыхления почвы определяется величиной угла крошения в и шириной крыла: чем меньше угол в и уже крыло лапы, тем меньше рыхление почвы. По величине угла в лапы делятся на плоскорезные в=12−18⁰ и универсальные в=25−30⁰.

Ширину крыла лапы обычно делают уменьшающей к концу.

Минимальная ширина крыла в₂=30−50 мм, а максимальная в₁=1,5 в₂

Принимаем минимальную ширину крыла в₂=50 мм, тогда в₁=1,5_* 50=75мм Толщина материала д выбирается в зависимости от ширины захвата: для универсальных д?0,03 в тогда д?0,03_* 330=6,6 мм.

Заточку лезвия принимаем комбинированной.

Рисунок 8. Комбинированный способ заточки лезвия лапы.

Для обеспечения устойчивости хода лап по глубине лезвие должно иметь положительный задний угол резания е ?10⁰в сечении крыла вертикальной плоскостью, перпендикулярной лезвию. По свойствам материала, применяемого для изготовления лап, угол заострения Я не должен быть менее 12−15°. Передний угол резания в_{0= Я+ е =(12ч15⁰) +10⁰ = 22ч25⁰. Поэтому заточку лезвия принимаем комбинированной.}