Анализ работы режущего аппарата

Цель анализа определить скорость начала и конца резания лезвием сегмента и сравнись ее с допустимой скоростью, которая для основных зерновых культур должна быть не менее 1,5 м/с; построить графики траектории точек лезвия сегмента, пробега активной части лезвия и графики высоты стерни для стеблей, расположенных по линии m — т крайней кромки противорежущей пластины и линии т'— m', смещенной относительно этой кромки на некоторое расстояние S'(задается).

Современные зерноуборочные комбайны, снабженные однопробежными режущими аппаратами нормального резания с одинарным ходом ножа, у которых, шаг сегментов и шаг пальцев равны между собой, т. е. t =t₀= 76,2 мм., а ход ножа.

S = t =t₀,

и некратным ходом ножа, при котором.

S = кt = кt₀,.

где к=1,1155 (комбайны КЗС-1218″) и к=1,155 (комбайны типа «Дон»).

Исходными данными для выполнения этой части работы являются:

S=82 мм — ход ножа (согласно заданию);

Vм =0,59м/с — рабочая скорость машины, которая определена исходя из пропускной способности молотильного аппарата, соломотряса и очистки;

п =556,85 мин-1 — частота вращения вала кривошипа, или колебании механизма качающейся шайбы, или механизма привода водила (берется из технической характеристики комбайна соответственно заданному варианту):

— размеры сегмента и противорежущей части пальца (пластины), которые в соответствии с рисунком, для комбайна приведены ниже. Рабочая часть сегмента:

(5.1).

где m — нерабочая часть лезвия сегмента, что обусловлено перекрытием режущей части имеющимися на пальцах выступами.

Учитывая размерные характеристики сегментов и противорежущей части пальца режущего аппарата комбайна «КЗС-1218"находим из формулы (5.1).

Размерные характеристики сегментов и противорёжущей части пальца режущего аппарата комбайна «КЗС-1218».

t=76 мм, l=15мм, b=80 мм, f=32мм, b₂=18мм, b₁=22мм, h=52 мм, S=82 мм, m=0мм.

Размерные характеристики сегмента ножа и противорежущей пластины части пальца режущего аппарата.

Последовательность анализа работы режущего аппарата:

1. Построить график скорости резания в масштабе, для чего:

вычертить рабочую часть сегмента с лезвием АВ и элементы противорежущей части пальца, при.

.

со смещением оси сегмента и пальца на величину:

(5.2).

Подставляем значения в формулу (5.2) получим.

.

Выбрать для построения графика скорости резания начало координат в точке А;

На расстоянии t, провести осевую линию и вычертить противорежущую часть (пластину):

от точки А отложить.

r = S/2

и определить положение точки О:

с центра в точке О провести полуокружность радиусом кривошипа.

r = S/2,

при S=t₀ ось противорежущей части и полуокружности совпадает, при.

S=кt₀

ось полуокружности и противорежущей части пальца не совпадает.

определить из графика ординаты скорости начала и конца резания. Процесс резания растения происходит по принципу ножниц, поэтому начало резания произойдет в момент встречи точки, А лезвия АВ с противорежущей частью (пластиной) пальца в точке А1 и займет положение А1В1.

При перемещений ножа па величину начала резания — координата скорости соответственно равна. Резание закончится, когда точка В лезвия встретиться с противорежущей частью пальца, а лезвие сегмента АВ займет положение А2В2, а нож переместится на величину координаты конца резания и координата скорости равна ;

Изменение скорости перемещения ножа с механизмом Шумахера происходит по трапеции, скорость ножа в пределах среза стеблей по величине постоянна.

В связи с отсутствием информации по теории движения ножа с применением механизма Шумахера, в первом приближении высоту (ординату y_ш) трапеции следует определять исходя из допустимой скорости резания ([V_р] = 1,5…3,0 м/c) для зерновых культур и с учетом частоты вращения ведущего вала механизма привода режущего аппарата для комбайна «КЗС-1218».

y_ш = V_р / щ_ш. (5.3).

Частота вращения ведущего вала механизма.

(5.4).

где nчастота вращения вала привода ножа режущего аппарата, по таблице принимаем n=556,85.

Подставляем значения в формулу (5.4) получим.

Подставляем значения в формулу (5.3) получим высоту трапеции с учетом скорости резания V_рш:

рассчитаем истинные значения скоростей резания по выражениям:

; (5.4).

Подставляем значения в формулы (5.4) получим.

V_H= 0,2 858,28= 1,63 м/с;

V_K=0,2 858,28= 1,63 м/с.

Для комбайна «КЗС-1218» с механизмом привода Шумахера скорость ножа в пределах резания постоянна и значение ординаты.

.

где;V"=1,63м/с, щ=58,28мин^-1

y^"= м.

Условие качественного среза выполняется, т.к. полученные скорости больше предельного значения [V_р] 1,5м/c.

2 Строим график пробега одной из точек лезвия, например, точки А, для чего: вычертить в принятом масштабе рабочую часть сегмента на расстоянии.

S= кt =кt0.

противорежущую часть пальцев на расстоянии t=t0, определить положение сегмента с режущей кромкой АВ и противорежущей части пальца;

от точки, А отложить ход ножа S провести полуокружность.

r = S/2,.

которая в данном случае представляет траекторию центра пальца кривошипа при одном ходе ножа;

определить величину перемещения машины за одни ход, ножа — подачу L машины.

(5.5).

Подставляем значения в формулы (5.5) получим.

Разделить полуокружность на несколько равных частей (не менее шести) обозначив полученные точки 0,1,2…6; расстояния от начала хода (точка А) до проекции точек на ось ОХ представляют перемещение ножа при повороте кривошипа на соответствующий угол.

Отложить по направлению движения машины (ось OZ) подачу L машины и разделить ее на столько же равных частей, что и полуокружность, обозначив соответственно точки 0', 1'…6';

провести из точек 0, 1, 2 …6 на полуокружности вертикальные линии, а из точек 0', 1'…6' горизонтальные и на их пересечении обозначить точки, которые и будут промежуточными точками траектории точек лезвия сегмента;

соединив эти точки плавной кривой, получим траекторию точек лезвия;

из плотной бумаги вырезать шаблон подученной кривой, который использовать в дальнейшем для построения графика пробега лезвия сегмента.

Большинство стеблей срезаются с некоторым отгибом от вертикального положения. В результате высота стерни получается больше высоты установки режущего аппарата над поверхностью поля.

Потери возможны, если высота стерни больше или равна минимальной длине стеблестоя.

L_min? l_ст max, (5.6).

где l_ст — высота стерни определяется аналитически по нижеприведенным выражениям;

L_min — минимальная длина стеблестоя.

Высота стерни для второй и третьей (максимальное значение) зон отгиба.

l_ст2 = vh² + q₂² и l_ст3 = vh² + q₃²_max, (5.7).

где h — высота установки режущего аппарата относительно поля;

q₂ и q_{3 max} — соответственно значение поперечного и максимального продольного отгиба стеблей.

Предельная высота h_пр установки режущего аппарата должна соответствовать условию: минимальная длина (l_ср min) срезанных стеблей должна быть больше или равна максимальной высоте стерни.

l_ср min? l_ст max. (5.8).

Предельно допустимый отгиб q_пр (приняв l_ст = L_min).

q_пр = vL²_min ? h². (5.9).

Вывод: Из проведенной работы следует, что отклонение высоты стерни зависит от следующих факторов: скорости перемещения комбайна, скорости резания, и от положения стебля относительно противорежущей пластины.