Обоснование функциональной схемы комбайна и расчет основных параметров его рабочих органов

К_т - температурный коэффициент, К_т=1.

Тогда

Р=33,7· 1· 1,4· 1=47,2 Н.

 

С=1862,6 Н для подшипника №204.

L_h=(10⁶· (1862,6/47,2) ³)/(60· 229)=14528ч.

[L_h]=8000¸12000ч для сельскохозяйственных машин, т.е. данный подшипник удовлетворяет условиям долговечности работы.

 

1.2.17. Проверочный  расчет цепной передачи зернового  элеватора

 

Проверочный расчет представляет собой определение коэффициента запаса прочности цепной передачи. Для данной передачи примем роликовую  цепь нормальной серии с шагом             t = 12,7 мм.

Коэффициент запаса прочности определим по формуле:

,

 

где s - коэффициент запаса прочности;

[s] = 7,6 - нормативный коэффициент  запаса прочности;

Fв = 18,2 кН - разрушающая нагрузка;

Ft = 173 Н - окружная сила;

k = 3 - динамический коэффициент;

Fc = m · V² - нагрузка от центробежных сил ( m - удельная масса цепи, m = 0,75 кг/м., V - окружная скорость цепи, V=1,75 м/с.);

Fc = 0,75 · 1,75² = 3,81 H.

 

F_f = 9,81·k₁·m·a - сила от провисания цепи ( k₁=2 - коэффициент, учитывающий расположение передачи; а = 0,5 - межосевое расстояние);

F_f = 9,81·2·0,75·0,5 = 7,36 H.

Тогда:

.

 

Полученный коэффициент запаса прочности для данных параметров передачи значительно превышает нормативный т.е. выбранная передача обеспечит надежную работу привода колосового элеватора.

 

 

Кинематический  расчёт передач

 

Произведём расчёт регулируемой клиноремённой передачи для привода  молотильного барабана комбайна.

Рис. 7 Схема к расчёту клиноремённой передачи на молотильный барабан

n₁=794 мин^-1; n₂=512…954 мин^-1,

ремень вариаторный: 63´24´2660 (b=63; h=24; L=2660).

Определим пределы изменения линейной скорости ремня:

V_max= »20 ;

V_min= =14,26 .

Большую часть времени комбайн  работает на уборке зерновых культур  при частоте вращения n₂=800 мин^-1. Если задаться расчётным диаметром малого шкива D₂=460 мм, то из соотношения находим:

D₁= =0,4635

и соответствующую этому линейную скорость:

V= =19,3 .

Площадь сечения ремня:

F=(b-h×tg20°)×h=1302 мм²=13,02 см²

Угол обхвата на малом шкиве:

a=180°- ×60°>120°,       (25)

где l — межцентровое расстояние, l=605 мм.

a=180°- ×60°=179,65°>120°

Коэффициент влияния угла обхвата c₁=0,99; коэффициент режима нагрузки с₂=0,7; определяем k₀=22,4; коэффициент, учитывающий влияние скорости ремня c₃ определяется по формуле:

c₃=(1,05¸0,0005)×V²=(1,05¸0,0005)×19,3²=391,115¸0,1862.

Допускаемое полезное рабочее напряжение:

k=k₀×c₁×c₂×c₃=22,4×0,99×0,7×0,223=3,469 .

Окружное усилие P=k×F=3,469×13,02=45,171 кГ.

Передаваемая мощность равна:

N₁= = =11,624 л.с.

Определяем расчётную долговечность  ремня. Среднее напряжение в сечении  ремня:

s_r=s_o+ ,         (26)

где s₀=15 — напряжение начального натяжения;

s_r=15+ =18,469 ;

Число пробегов ремня:

u= ;           (27)

u= =7,26.

T₀=2200 ч., при =19.

В данной передаче:

i= =0,99; для =1,01 находим x _i=1.

Коэффициент непостоянства нагрузки принимаем:

x_н=1,5 и x_к=1¸1,5 , тогда:

T= ×1×1,5×x_к=454,82¸682,23 ч.

 

Расчет массы  комбайна, положение его центра масс

 

Для определения массы  комбайна и координат его центра тяжести воспользуемся данными  ГСКБ по комбайну «Дон – 1200» с 6-ти метровой жаткой, копнителем и заполненными ёмкостями для жидкостей. Масса комбайна складывается из суммы масс укреплённых узлов.

Таблица 1

Координаты центра тяжести  узлов комбайна

 

	от ведущего моста xi, мм.	от оси симметрии yi, мм.	от земли zi, мм.	вес Gi, кг.
Молотилка с копнителем	1322	-19	1313	10992
Жатка с мотовилом без проставки	-2375	-512	1310	1866
Проставка к жатке	-1672	35	1140	221
Наклонная камера	-996	35	1360	650
Зерно в бункере	1907	0	3157	3600
Солома в копнителе	6160	35	1800	250
SGi=17579

 

Координаты центра тяжести  комбайна относительно оси Y:

X_c=

X_c= =994,8 мм.

Y_c=

Y_c= =-63,997 мм.

Z_c=

Z_c= =1697 мм.

Рис. 8 Схема расположения центра масс комбайна.

 

 

Расчёт устойчивости комбайна

Поперечная  устойчивость комбайна

 

На комбайн в поперечно-вертикальной плоскости действуют следующие  силы: вес комбайна; силы инерции  комбайна; реакция почвы; сила ветра (рис. 26 - 27).

Сила веса комбайна приложена в  центре тяжести, координаты которой  определяются конструкцией комбайна с учетом заполнения бункера зерном. При поворотах комбайна на него действуют центробежные силы инерции.

Рис. 9. Поперечная устойчивость.

Определим угол g:

tgg= ,       (28)

где b — величина колеи, b=2800 мм.;

a — расстояние между  осями колёс, a=3775 мм.

g=arctg ;

g=arctg =20°.

Определим предельный угол уклона a, при котором неподвижный комбайн не опрокидывается.

a₁(вправо)=arctg(((a-X_c)×tgg+Y_c)× );

a₁(вправо)=arctg(((3775-994,8)×tg20°+(-63,997))× )=27,695°;

a₂(влево)=arctg(((a-X_c)×tgg+Y_c)× );

a₂(влево)=arctg(((3775-994,8)×tg20°-(-63,997))× )=30,785°;

Комбайн сохраняет устойчивость в  поперечно-вертикальной плоскости  при максимальном угле наклона 30,785 °.

 

Продольная  устойчивость комбайна

 

Как известно, центр тяжести  в комбайне смещен вправо и вперед по ходу. Поэтому опрокидывание комбайна в продольно-вертикальной плоскости более важно, когда комбайн движется под уклон.

Рис. 10. Схема сил действующих на комбайн в продольно-вертикальной плоскости.

Определим угол продольной устойчивости:

b₁= =30,3793°;

b₂= =58,6°.

Максимальный угол наклона, при  котором обеспечивается продольная устойчивость комбайна равен 58,6°.

Расчет мощности двигателя

 

Энергия двигателя комбайна расходуется на передвижение комбайна N_п и привод рабочих органов N_р:

N_д=N_п+N_р;          (29)

Мощность на передвижение комбайна определяется формулой:

N_п=G×t₁,          (30)

где G — масса комбайна в тоннах;

t — удельная мощность на передвижение  комбайна, равная при скорости  движения комбайна 1..2  1,22¼2 .

Так, для комбайна с заполненным  зерном бункером, имеющем массу 16 т  и скоростью движения 2 , мощность на передвижение по формуле (43):

N_п=17,579×2=35,158 кВт.

Мощность на привод рабочих органов N_р слагается из мощности, необходимой для выполнения технологического процесса N_т и мощности N_х холостого хода механизмов комбайна:

N_р=N_т+N_х.       (31)

Мощность N_т=q×a, кВт,

где a=5¼16 — мощность, затрачиваемая на 1 кг загрузки комбайна.

N_т=7×6=42 кВт.

Мощность холостого  хода комбайна: N_x=8.1¼10 кВт,

Мощность двигателя  комбайна:

N_д=35,158+(42+10)=87,158.

Принимаем двигатель  СМД-23 с номинальной мощностью  – 125 кВт, эксплуатационной — 118 кВт