Модернизация жатвенной части зерноуборочного комбайна Дон-1500Б

На выходе из молотильного устройства обмолоченная масса встречается с отбойным битером, который вращается с  окружной скоростью 17,3 м/с (n_о.б=750…820 мин^-1) отражает обмолоченную массу и с силой направляет ее под острым углом на передние каскады клавишей соломотряса, где происходит интенсивное выделение зерна из обмолоченной массы, которая перетряхивается на протяжении 4,1 м. Коленчатый вал клавиш с радиусом колен 60 мм вращается с частотой 199 мин^-1. Солома транспортируется в измельчитель и далее разбрасывается по ширине захвата жатки. Выделенное зерно скатывается по днищу клавиш соломотряса на верхнее решето системы очистки.

Производительность  комбайна в течение смены при  уборке зерновых культур [6]

     (2.1)

где    - захват (фактический) жатки;

- скорость (средняя) движения  комбайна;

- чистое (фактическое) время  работы в течение смены.

,     (2.2)

- продолжительность смены (10 ч) и коэффициент использования времени смены (при уборке зерновых комбайнами ).

.

Соблюдение  агротехнических требований, и качество комбайновой уборки зависит от свойств  и массы обрабатываемого продукта за 1 с чистого (основного) времени, т. е. подачи массы в молотилку.

Подача зерна

     (2.3)

где - урожайность рапса.

Подача соломы (подразумевается вся незерновая часть урожая, т. е. солома и полова)

    (2.4)

где - коэффициент соломистости для ярового рапса [6], принимаем .

Фактическая подача равна сумме подач зерна и  незерновой части урожая

Для дальнейших расчетов  принимаем допустимый уровень потерь зерна за молотилкой . Тогда подача зерна с учетом потерь

Рассчитаем  время наполнения бункера зерном (мин)

     (2.5)

где   - плотность ярового рапса [7];

- вместимость бункера комбайна  Дон-1500Б [5].

 

Расстояние, которое  комбайн пройдет до наполнения бункера

      (2.6)

На прямой уборке рапса применяется загонный способ движения. Определяем минимальный радиус поворота комбайна.

     (2.7)

где    - половина поперечной базы комбайна;

- продольная база;

- максимально допустимый угол  поворота внутреннего колеса [12].

Определяем  необходимую ширину поворотной полосы [3]

      (2.8)

где - кинематическая длина машины (расстояние от кинематического центра до крайних рабочих органов).

Ширину  округляем так, чтобы она была кратной рабочей ширине захвата жатки и принимаем , т.е. 3 прохода.

 

2.3.2 Расчет режущего аппарата активного бокового делителя

Определяем  действительную величину хода ножа режущего аппарата бокового делителя.

Используется режущий аппарат нормального резания с одинарным пробегом т. е.

S=t=t_0,      (2.9)

где    S – ход ножа, мм;

t – шаг режущей части, мм;

t₀ – шаг противорежущей части, мм.

Принимаем (рисунок 2.1) радиус кривошипа R=38 мм, т.к диаметр кривошипа будет равен ходу ножа, длину шатуна l_ш=250 мм и величину дезакциала привода режущего аппарата принимаем равной нулю, т. е. h=0 см.

Для определения  хода ножа воспользуемся кинематической схемой (рисунок 2.1), и представим положение верхней головки шатуна в двух крайних точках.

Рисунок 2.1 - Схема к определению перемещения ножа

 

Из рисунка 2.1 видно, что

      (2.10)

но т.к.

,     (2.11)

.     (2.12)

То перемещение  верхней головки шатуна составит

   (2.13)

мм.

Срезание растений двухножевым режущим аппаратом  происходит по принципу ножниц; режущую  пару при этом образуют пара сегментов, при этом один из сегментов неподвижен. Качество среза зависит от многих факторов: остроты лезвия, плотности прилегания сегментов и др. Опыты показали, что технологическая скорость v_T, т. е. скорость, обеспечивающая чистый срез растений с минимальным сопротивлением, при срезании трав не превышает 1,0—1,2 м/сек, а при срезании зерновых культур — 0,6—0,8 м/сек.

В нашем случае привод режущего аппарата принят без  дезакциала, т.е. h=0, с учетом того, что отношение r/l довольно мало и колеблется в пределах 0,1…0,04, тогда приближенные уравнения перемещения, скорости и ускорения примут вид:

     (2.14)

Рисунок 2.2 - График скоростей ножа в зависимости от перемещения

 

Для анализа  кинематического режима и установления связи с основными параметрами  режущих аппаратов пользование  вышеуказанными формулами из-за их сложности малоудобно.

Значительно проще  выразятся скорость и ускорение, если поставить их в зависимость  от перемещения х. Так если из формул исключить угол поворота, получим

    (2.15)

Если график скоростей ножа построить в масштабе w = 1, то получим уравнение окружности (в системе х, v)

    (2.16)

На рисунке 2.2 изображен график скоростей ножа в зависимости от его перемещения в масштабе w = 1. Пользуясь этим графиком, можно определить скорость для любого перемещения. Так, для положения ножа, определяемого координатой х₁ скорость v₁ = A₁D₁w,  для х₂ скорость v₂ =  A₂D₂w и т. д.

Чтобы осуществить  качественный срез растений ножом, необходимо иметь

      (2.17)

где v — скорость ножа.

Скорость ножа является величиной переменной, изменяющейся от нуля до максимального его значения, равного rw. В зависимости от перемещения ножа х скорость его выражается зависимостью

     (2.18)

а графически эту  скорость можно определить методом, представленным на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Определение рабочих скоростей резания

Так как в  основном стебли перерезаются сегментами у их кромок, то графически можно  определить скорость, при которой  будет происходить срез стеблей.

На рисунке 2.3 представлена диаграмма изменения этой скорости у аппарата нормального типа. Здесь А₀В₀ — режущая кромка сегмента,             А'₀В₀ — опорная кромка. Часть лезвия АА₀ исключается из работы, так как она перекрывается, имеющимся у режущего аппарата.

При перемещении сегмента слева направо на участке, определяемом отрезком х_н, подвижный сегмент будет подводить растения к неподвижному сегменту. Резания при этом происходить не будет. Начало резания определяется расположением режущей кромки A₀В₀ по линии А₁В₁ Скорость ножа при этом в масштабе w = 1 определится отрезком у_н = А₁С₁. При дальнейшем движении сегмента вправо режущая кромка его A₀В₀, соприкасаясь с кромкой А'₀В₂ неподвижного сегмента, будет зажимать растения и перерезать их. Очевидно, конец резания растений, попавших в данную режущую пару, определится таким перемещением х_к, при котором верхняя точка В„ режущей кромки коснется опорной кромки неподвижного сегмента, т. е. окажется в точке В₂

Скорость конца  резания, также в масштабе w = 1, определится отрезком у_к = А₂С₂..

При известном  значении w можно найти и истинное значение скорости в начале и конце резания. Она будет равна v_н = у_нw и v_к = у_кw.

Процесс резания  растений будет осуществляться при  перемещении сегмента на участке А_гА_%, определяемом х_р = х_к — х_н.

Из рисунка 2.3 видно, что скорость ножа в конце резания меньше, чем в начале, т. е.

     (2.19)

Очевидно, для  получения качественного среза  необходимо иметь

     (2.20)

Стремление  ослабить такой отрицательный факт, как наличие малой скорости ножа в конце резания, побудило, по-видимому, конструкторов отодвинуть опору, т. е. прибегнуть к аппарату среднего резания.

Следует отметить, что при известных параметрах режущего аппарата скорость в начале и конце резания может быть выражена аналитически. В самом деле, из рисунка 2.3 видно, что

    (2.21)

Подставляя  значение х_н и х_к в формулу, получим:

   (2.22)

Скорость ножа необходимо учитывать при выборе частоты вращения кривошипа, т. е. его угловой скорости вращения w в формуле (2.22).

 

2.3.3 Расчет предохранительной муфты

Электродвигатель RT135-E/12-R с напряжением 12В и частотой вращения 550об/мин приводит в движение кривошипно-шатунный механизм через фрикционную предохранительную муфту.

Фрикционная муфта  ГОСТ 20761-96 подобрана по каталогу в зависимости от диаметра соединяемых валов и расчетного вращающего момента Т_р по условию:

     (2.23)

где: К — коэффициент перегрузки, учитывающий режим работы и ответственность конструкции (для фрикционных муфт вместо коэффициента перегрузки вводится коэффициент запаса сцепления k = 1,25…1,5.);

        Т — наибольший, длительно действующий вращающий момент;

       Т_н — номинальный вращающий момент, указанный в каталоге.

Определить  диаметр d_ш срезного штифта предохранительной муфты рисунок 2.4, если передаваемый вращающий момент Т = 90 Нм, число штифтов два, его материал — сталь 45 с пределом прочности при сдвиге = 390 МПа. Расстояние от оси вала до оси штифта r = 30 мм. Муфта работает при переменной нагрузке.

Определим предельный вращающий момент, приняв коэффициент запаса сцепления k = 1,5:

   (2.23)

Далее определим  силу F, срезающую штифт,

F = Т_пр/r      (2.24)

где  Т_пр – предельный вращающий момент;

       R — расстояние от оси вала до оси штифта.

Из расчета  штифта на срез определяем его диаметр:

  (2.25)

Принимаем штифт  диаметром 4 мм.

1,2 –  полумуфты; 3 – штифт; 4 – втулка

Рисунок 2.4 Предохранительная  фрикционная муфта

 

3 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

 

3.1 Обеспечение  условий и безопасности труда  на производстве

В ООО «Юрта» Баймакского района организация  и координация работ по охране труда проводится в соответствии с Положением об организации работы по охране труда на предприятиях и в организациях агропромышленного комплекса Республики Башкортостан. Ответственность за организацию работ по охране труда возложена на директора. Ежегодно приказом директора ответственность за состояние и организацию работ по охране труда в отраслях производства возлагается на главных специалистов, а в структурных подразделениях – на их руководителей.

На предприятии  имеется штатная должность специалиста  по охране труда, который координирует деятельность структурных подразделений  предприятия по вопросам охраны труда, организует контроль за работой по созданию здоровых и безопасных условий труда.

На предприятии  в соответствии с Трудовым Кодексом Российской Федерации (РФ) [18] установлена нормальная продолжительность рабочего времени  40 часов в неделю. Для работников, занятых на работах с вредными условиями труда (газоэлектросварщики, работники, занятые на работах по протравливанию и химической защите растений) продолжительность рабочего времени сокращается до 36 часов в неделю. Продолжительность ежегодных отпусков работников составляет не менее 28 календарных дней. Работникам, занятым на работах с вредными условиями труда, предоставляется дополнительный отпуск. В напряженные периоды года (посев, кормозаготовка, уборка) продолжительность рабочей смены увеличивается до 10 часов, поэтому вводится суммированный учет рабочего времени.

На предприятии  обучение работников по охране труда  проводится в соответствии с Положением о профессиональной подготовке в  области охраны труда в Республике Башкортостан.

Проводятся все виды инструктажей: вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый и целевой. Вводный инструктаж проводит специалист по охране труда со всеми поступающими на работу в кабинете охраны труда с использованием наглядных пособий. Первичный инструктаж на рабочем месте, повторный, внеплановый и целевой проводят непосредственные руководители работ.

Согласно статье 213 трудового кодекса РФ работники  проходят предварительные (при поступлении  на работу) и периодические медицинские  осмотры в районной поликлинике. Периодичность их проведения определяется согласно приказу министерства здравоохранения и медицинской промышленности  Российской Федерации №90 от 14 марта 1996 года.