Дипломная работа сеялки. Модернизация зерновой стерневой сеялки для ленточного способа посева

• Название: Модернизация зерновой стерневой сеялки для ленточного способа посева
• Анкор: Дипломная работа сеялки.docx
• Дата: 12.12.2017
• Размер: 0.98 Mb.
• Имя файла: Дипломная работа сеялки.docx
• Тип: Документы; #10925
• страница: 5 из 9

9.3 Регулировки

Порядок и способы регулирования нормы и равномерность высева, а так же положения клапана высевающего аппарата у модернизированной сеялки остаются неизменными от базовой модели. Общая и индивидуальная регулировка глубины посева выполняются по прежней методике. Глубина заделки удобрений регулируется с помощью относительного перемещения долота и стойки, что достигается при помощи прорезей расположенных на кронштейне долота 4 (рис.29). Общая глубина заделки семян и удобрений производится с помощью ограничителя установленного на рабочей чести штока гидроцилиндра 2 (рис. 28), путем относительного перемещения ограничителя вдоль оси штока гидроцилиндра. Правильно настроенная и отрегулированная сеялка работает в допустимых значениях согласно агротехнических требований.

10. Технологические расчеты

10.1 Определение основных параметров катка посевной секции

Предлагаемая в проекте комбинированная машина включает серийную стерневую сеялку СЗС – 2,8 и соединённый с ней разработанный в проекте струнный каток. В соответствии с выполняемым технологическим процессом катка, основными его параметрами является длина и диметр. Длину катка принимаем в соответствии с конструктивной шириной захвата базовой машины СЗС – 2,8, следовательно:

Качество работы катка зависит от его диаметра и конструктивного исполнения рабочей поверхности. Качество работы катка зависит от его диаметра. Диаметр должен быть таким, чтобы при встрече с комком почвы каток легко перекатывался через него, при этом давление катка концентрируется на комок и он разрушается или же вдавливается в почву. Согласно агротехническим требованиям принимаем размер комков в обрабатываемом слое от 1 до 30 мм, и глубину вдавливания катка в слое почвы h = 30 мм. (рис. 31)



Рисунок 31 Схема к определению диаметра катка посевной машины

1 – Каток, 2 – Сминаемый слой, 3 – Комок почвы.

Необходимый диаметр катка, с учетом принятых условий согласно агротехнических и технологических требований, определяется по формуле:

r_k = m * ctg² [(φ₁ + φ₂ ) / 2]; (1) [3]

Где: m = a + h = 0,02 + 0,02 = 0,04 м. – высота сминаемого слоя почвы; φ₁ = 18°, φ₂ = 22° - углы трения катка соответственно о каток (стали) и о почвы [3].

Тогда

D_k = 0,04 * ctg² [(18°+ 22°) / 2] =0,06 * ctg² (20°) = 0,45 м.

Следовательно, при принятых агротехнических и технологических требованиях, каток диаметром D = 0,45 м. будет работать без сгруживания почвы, комков и образования перед ним валика.

10.2 Определение тягового сопротивления модернизированной сеялкой

Согласно конструктивно-технологической схемы модернизации сеялки СЗС – 2,8, полное тяговое сопротивление модернизированной сеялки складывается:

R = Rn + Rc + Rk; (3)

Где Rn – тяговое сопротивление сеялки на перекатывание;

Rc - тяговое сопротивление сошниковых секций;

Rk -тяговое сопротивление прикатывающего катка;

Тяговое сопротивление сеялки на перекатывание определяется по формуле:

Rn = G * f; (4)

Где G – сила тяжести сеялки; f = 0,12 – коэффициент сопротивления движения по почве подготовленной под посев;

Сила тяжести сеялки составит:

G = m * g; (5)

Где m = 1800 кг. – масса сеялки СЗС – 2,8;

g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения; тогда

G = 1800 * 9,81 = 17,7 кН.

Следовательно: Rn = G * f = 17,7 * 0,12 = 2,1 кН.

Тяговое сопротивление сошниковой секции складывается:

Rc = R_л + R_д , (6)

где R_л - тяговое сопротивление лапы сошника;

R_д - тяговое сопротивление наральника.

Тяговое сопротивление лапы определяется по формуле:

Rл = Вк * К; (7)

где Вк – конструктивная ширина захвата лапы сошника;

К – удельное сопротивление лапового рабочего органа.

Согласно ленточного способа посева конструктивная ширина сошника составит Вк = 0,33 м.

Удельное сопротивление сеялки с лапового рабочего органа составляет К = 1,9 кН/м при рабочей скорости V = 5 – 6 км/ч.

Рабочую скорость агрегата при посеве, согласно допустимых значений, принимаем Vр = 12 км/ч.

Поправку на увеличение удельного сопротивления при скорости Vр = 12 км/ч определяем по следующей формуле:

К = Ко[1 + ∆К(Vр – Vо)] кН/м. (8) [8]

где Ко – удельное сопротивление при рабочей скорости

Vр = 5…6 км/ч;

∆К – увеличение удельного сопротивления при повышении рабочей скорости на 1 км/ч.

Для нашего примера ∆К = 0,02;

Тогда. К = 1,9[1 + 0,02(12 – 6)] = 2,1 кН/м.

тогда Rл = 0,33 * 2,1 = 0,7 кН;

Тяговое сопротивление наральника определяем по формуле Горячкина:

(9) [3]

где К – коэффициент удельного сопротивления почвы , для почв нашего хозяйства это среднесуглинистые почвы с удельным сопротивлением К = 35 кПа.

b – ширина захвата наральника;b = 0,05 м;

a – глубина обработки почвы. a = 0,10 м.

Тогда тяговое сопротивление наральника составит:


Полное сопротивление сошника лапового с наральником составит



С учетом, количество сошников на сеялке n = 8, их общее тяговое сопротивление составит



Тяговое сопротивление струнного катка от его перекатывания определится по формуле Грандвуане–Горячкина:

; (10) [3]

где:  - усилие давления катка на почву;

 - конструктивная ширина захвата каткового устройства;

-коэффициент объёмного смятия почвы.

Для паров, пахотных и обработанных стерневых фонов [3]

Принимаем .

- диаметр катка;

тогда:


Тяговое сопротивление катка с учётом роста сопротивления из – за неровности поверхности катка определим по формуле:

, кН; (11) [3]

где:  - коэффициент учитывающий неровности поверхности. [5]

Принимаем ;

тогда: 

Полное тяговое сопротивление модернизированной сеялки составит:

R = 2,1 + 6,96 + 0,79 = 9,85 кН.

Необходимое тяговое усилие трактора определяется из условия энергетической рациональности агрегата:

η_доп ≥ R / Ркр; (12) [8]

где η_доп – допустимый коэффициент использования тягового усилия трактора.

В соответствии с видом выполняемого технологического процесса, а так же тягу движителя трактора, принимаем значение

η_доп = 0,96,

тогда Ркр = R/ η_доп = 9,85 / 0,96 = 10,2 кН.

Необходимое тяговое усилие трактора с учетом уклона поля определим по формуле:

Ркр^max = Pкр + Ркр * i; (13)

Где i = 0,02 – уклон поля; Принимаем i = 0,02;

Тогда

Ркр^max = 10,2 + 10,2 * 0,02 = 10,4 кН;

Максимально возможную скорость агрегата в зависимости от крюковой мощности трактора и необходимого крюкового усилия определим по формуле:

 (14) [8]

Где Nкр = 34,9 кВт – крюковая мощность трактора МТЗ-82 на 5 передаче;

G – сила тяжести трактора;

G = m * q = 3210 * 9,81 = 30,5 кН;

m = 3210 кг – масса трактора МТЗ-82;



С учетом буксования определим действительную рабочую скорость агрегата по формуле:

; км/ч

где: б=10 % - буксования колесного движителя по обработанной почве

тогда V_р =11,4 км/ч

На основании значений Vр и Вр определяем производительность агрегата за час сменного времени по формуле:

W = 0,1 Bp * Vp * זּ ,га/ч; (15) [8]

где Вр = Вк * β, β = 1 – коэффициент использования ширины захвата для сеялок, [13]

Вр = 2,8 * 1 = 2,8 м;

τ = 0,75 – коэффициент использования времени смены;

тогда W = 0,1 * 2,8 * 10,3 * 0,75 = 2,2 га/ч;

11. Конструктивные расчеты

11.1 Определение диаметра вала струнного катка

Скоростной каток двухсекционный снабжён струнами квадратного сечения расположенными в пазах дисков по винтовым линиям (рис.11.2.1). Квадратные струны работают как двухгранный клин выполняющий операции по крошению комков и формированию ложа для семян и поверхностного мелкокомковатого мульчирующего влагосберегающего слоя почвы.

Каток скоростной имеет диаметр  и состоит из трубчатого вала 1, дисков 2, и струн 3. (рис.32).

Рисунок 32 - Схема струнного катка

1-вал; 2-диск; 3-струна.

Вал катка можно рассматривать как балку нагруженной равномерно – распределённой нагрузкой интенсивностью q = 3 , на двух опорах по концам (рис.33)



Рисунок 33 - Схема нагруженности балки и эпюры изгибающего момента и поперечных сил

Определяем реакции опор балки при условии, что  так как сила заменяющая равномерно – распределённую нагрузку расположена по средине балки.

Реакции опор определим по формуле:

 (16) [15]

где: - длина одной секции катка;

- интенсивность нагруженности вала.

тогда:



Строим эпюру поперечных сил: ; ;

Диаметр вала катка определим из условия прочности при изгибе по формуле:

 (17) [15]

Откуда момент сопротивления сечения определится:

 (18) [15]

Максимальный изгибающий момент возникает посредине балки (вала) и определится по формуле:
 (19) [15]

где: -длинна катка;

тогда:



Допускаемое напряжение изгиба для стали Ст5 определим исходя из предела текучести для стали 5, и коэффициента запаса прочности , по формуле:

 (20) [15]

где:  - предел текучести для стали 5.

Нагрузка на вал имеет характер цикличности, следовательно коэффициент запаса прочности принимаем .

тогда: 

откуда:



Диаметр вала определится с учётом кольцевого сечения вала при этом , по формуле:
 (21) [15]

где:  - отношение внутреннего диаметра к наружному

тогда:



С учётом цикличности нагружения вала принимаем диаметр трубы 76мм при этом  согласно сортаменту для изготовления вала принимаем:



11.2 Определение параметров стойки сошника

В процессе работы стойка сошника подвергается деформации изгиба (рис.34), следовательно, параметры стойки определим из условия прочности при изгибе.



Рисунок 34 – схема деформации стойки.

Для расчета представим стойку как балку защемленную в сечении А-А (рис.35)



Рисунок 35 -Расчетная схема

Изгибающий момент от силы Rе составит:

Mz =Re *Z ; 0 ≤Z ≤l (27) [14]

Максимальное значение изгибающего момента возникает в сечении А-А и составит:

М _u^max=Re *l (28)

Где Re – тяговое сопротивление сошника секции;

l – расстояние от точки приложения силы Re до опасного сечения;

Из технологического расчета Re = 0,87 кН;

Значение l , принимаем с учетом конструктивных размеров стойки, следовательно

l = мм; тогда

М_u ^max = 870 * 0,62 = 540 Н*м;

Размер сечения стойки определится из условия прочности при изгибе:

[σ_u ] = М_u ^max / W; (29) [14]

где [σ_u ] = σ_T / n; σ_T = 200 Н/мм² – предел текучести для стали Ст-3;

n = 3 – коэффициент запаса прочности при знакопеременной нагрузке;

W – момент сопротивления сечения;

тогда [σ_u ] = 200 / 3 = 67 Н/мм² ;

Откуда

W = М_u ^max / [σ_u ] = 540*10³ / 67 = 8059 мм³ ;

Параметры сечения стойки определятся из выражения момента сопротивления для прямоугольника (сечения стойки):

 (30) [14]

Где b - ширина прямоугольного сечения, мм

h -длина прямоугольного сечения, мм

Параметрb принимаем равным 15 мм, параметр h выражаем из уравнения момента сопротивления сечения

Тогда 



С учетом диаметров отверстий для крепления стойки и обеспечения достаточной прочности стойки при кратковременных возникающих в процессе работы перегрузках принимаем ширину стойки разрабатываемого сошника h = 75мм.

Расчет болтов на срез и смятие

Сошник крепится к тягам при помощи болтов, тяги таким же образом крепятся к сеялки. Болт работает на срез по одной плоскости и смятие тягами и кронштейном.

Окружное усилие на удаленииl от стрельчатой лапы, срезающее болты будет равно:

(31) [14]



Общая площадь среза болта будет равна

(32) [14]

где d – диаметр сечения пальца;

k=1 – число плоскостей среза болта.

С учетом этих значений из условия прочности на срез получаем:

==0,012 м = 12 мм

Полученное значение диаметра болта округляем до нормального размера: d=12 мм. Принимаем болт с метрической резьбой М12.