Машина для дисконирования почвы

Машина для дисконирования почвы

Введение

При использовании отдельных машин нельзя решить проблему значительного повышения производительности труда, увеличения урожайности и роста эффективности общественного производства. Это можно сделать только путем комплексной механизации всех отраслей сельского хозяйства.

Комплексная механизация растениеводства - это система организации и ведения производственных процессов, при которых все операции выполняются машинами в определенной последовательности и с заданным качеством.

Каждая система включает в себя перечень энергетических, транспортных, погрузочных, технологических, контрольно-управляющих машин, выполняющих одну или несколько операций, при которых происходят качественные изменения обрабатываемого материала.

Работы, выполняемые качественно и в лучшие агротехнические сроки, ослабляют влияние неблагоприятных природных факторов как на растения, так и на почву.

Важнейший показатель совершенства механического уровня машин - её производительность, то есть количество работы заданного качества, выполненного машиной за установленное время. Для повышения производительности машин их постоянно совершенствуют или разрабатывают новые.

1. Обзор технологий, способов возделывания и уборки сельскохозяйственных культур

Агротехнические требования к проектируемому процессу

Дискование почвы - прием обработки почвы, обеспечивающий уничтожение сорняков, сохранение, а при выпадении осадков и накопление влаги.

Дискование почвы проводят при неглубокой обработке тяжелых почв после пропашных предшественников и при обработке почвы под озимые культуры. Допустимая скорость движения агрегатов с дисковыми орудиями - 8…10 км/час.

Лущение проводят вслед за уборкой сельскохозяйственных культур, но не позднее двух-трех дней после неё. Глубина лущения дисковыми боронами должна быть в пределах 6…10 см. Глубина обработки должна быть равномерной, отклонение средней глубины обработки от заданной допускается не более 2 см.

Обработанная почва должна быть мелкокомковой, наличие комков почвы диаметром более 10 см не допускается. Почва должна быть равномерно разрыхлена и хорошо перемешана с подвижными остатками.

Поверхность обработанного поля должна быть слитной, развальная борозда в стыке средних батарей дисковых орудий и свальный гребень от крайних дисков не должен превышать глубину обработки, а после лемешных лущильников свальные гребни и развальные борозды должны быть разделены и выровнены. Средняя высота гребней при определении выровненности поверхности почвы не должна превышать 5 см.

Сорные растения подрезают полностью. Огрехи не допускаются.

Обоснование темы курсовой работы

На основании анализа существующих рабочих органов для обработки почвы нами предлагается конструкция АПК - 2,5, который обеспечивает снижение удельного расхода топлива и крошение пласта.

Поэтому задача курсовой работы рассчитать параметры АПК - 2,5.

2. Конструктивная часть

.1 Технологический расчет

Определяем теоретическую часовую производительность машины.

W = 0,1B,

где:

B - ширина захвата, м;

 - теоретическая скорость агрегата, км/час;

W = 0,1 2,5  10 = 2,5 га/час;

B - 2,5 м;

 - 10 км/час.

Определяем потребную сменную производительность машины:

,

где:

S - площадь поля, га;

A - агротехнические сроки на выполнение;

S - 160 га;

A - 3;

 =  = 53,3 га.

Определяем фактическую сменную производительность машины.

= W,

где:

 - производительность смены, ч;

 - коэффициент использования времени смены;

 - 8 час.;

 - 0,85;

 = 2,5  80,85 = 17 га.

Потребное количество машин или агрегатов для выполнения работы в установленное время

 =   

Фактическое количество машин

= 3.

2.2 Расчет основных параметров рабочего органа

Основными геометрическими параметрами являются диаметр D и радиус R кривизны дисков.

Диаметр диска выбирают минимальным из допустимых по условиям работы, так как с увеличением диаметра диска возрастает вертикальная слагающая реакции почвы, вследствие чего заглубляемость диска ухудшается.

D = k ,

дисконирование агротехнический почва производительность

где:

 - глубина обработки почвы, мм;

k - коэффициент;

 - 80 мм;

k - 5;

D = 5  80 = 400 мм.

Радиус кривизны определяет крошащую и оборачивающую способность диска. Чем он меньше, тем интенсивнее крошится и оборачивается пласт.

R = ,

где:

 - угол при вершине сектора диска;

Расстояние между дисками должно быть 1,5-2, иначе может возникнуть заклинивание пласта между смежными дисками. Угол установки дисков , образуемый плоскостью вращения дисков с направлением движения орудия. С увеличением угла  увеличивается крошение, перемешивание и смещение почвы.

Между диаметром диска, расстоянием между смежными дисками (b), углом установки и высотой гребня (c) существует зависимость:

b = 2 - для вертикальных дисков АПК - 2,5;

c  2,5

Толщину сферических дисков определяют:

 = 0,008 D, мм;

 = 0,008 400 = 3,2 мм.

c  0,5 80 = 40 мм - угол установки  = 35;

b = 2 мм.

Угол зазора , образуемый направлением поступательного движения орудия с линией соответствующей поверхности поля.

= 3-5;

 =  -  = 35 - 4 = 31;

 = arc tg  = 3550^/

Угол  =  -  = 3550^/ - 15 = 2050^/.

Определяем радиус кривизны:

R =  = 571,42 мм.

Силовой и энергетический расчеты

Сопротивление почвы, преодолевание батарей сферических дисков во время работы, могут быть представлены двумя перекрывающимися силами  и , приложенному к среднему диску батареи.

Схема сил действующих на батарею сферических дисков.

Сила  расположена в плоскости ZOY и проходит через ось вращения дисков О. Сила  расположена в плоскости ZOX и параллельно оси X, а также удалена от неё на расстоянии Z = 0,5 (D ). Сила  создает относительно оси Y момент , обусловливающий большое стремление к заглублению в почву передних дисков A, чем задних дисков B. Действие этого момента уравновешивают смещением центра тяжести и балластных грузов к заднему концу батареи.

При рассмотрении батареи дисков в горизонтальной плоскости необходимо узнать значение угла , образуемого силой  и осью батареи OX. Величина угла  возрастает с увеличением твердости почвы и глубины хода дисков. Значение тягового сопротивления является исходной величиной при силовом расчете дисковой батареи.

P = k b,

где:

k - удельное сопротивление на 1 м ширины захвата;

b - ширина захвата батареи;

k = 2,6 кН/м;

b = 0,143  7 = 1,001 м  1 м;

P = 2,6  1 = 2,6 кН.

Определяем общее тяговое сопротивление:

P =

= 9,8  fм, где:

f - коэффициент пропорциональности, зависящий от типа почвы и агрофона;

M - масса машины;

f = 0,6;

M = 1830 кг;

 = k    b n, где:

 - глубина обработки, м;

b - ширина захвата одной секции, м;

n - количество секций.

 = 9,8  0,6  1830 + 2,6 0,08  1  2,5 = 10760,452 H  11 H.

По величине P определяем значение

=  =  = 13,5 кН.

 = P  = 12,6 кН.

 = P  = 4,6 кН.

m =  = 0,41 = 0,41  11 = 4,6 кН.

Расчет на прочность нагруженной детали

Определяем массу диска:

mg =   

 = 7 т/м³

 = ²(R - )

 = 3,14  0,0096² (0,58 - ) = 0,00054 м³

mg = 0,00054  7000 = 3,75 кг

G = 3,75   9,8 = 36,75 Н

b = 143 мм = 0,143 м

Определяем реакции опор

= 0

G  e - 2G  d +

-3G  (e + d + c) - 2G  c + 2G  b +

=  =  = - 750,96 Н

 =  =  = =163,66 Н.

Определяем изгибающий момента M = 0

= 2G b = 2 36,75  0,143 = 10,5 Нм

= 2G (b + e) +  b = 2 36,75  0,286 + (-750,96)  0,143 = - 86,14 Н

= 3G 3  36,75  0,2145 = 23,65 Н  м

По середине балки момент равен

М = - 86,14 Н  м

Так как ось квадратного сечения определяет ее размер

= 23,65 Нм

W =  = 0,147 10³ = 1,47 мм³  = 1,47 отсюда следует, что  =  = 2 см

Расчет подшипников качения

Принимаем решение установить шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии №210 с внутренним диаметром 50 мм

 = 468 Н  = 109,03 Н

Коэффициент нагрузок осевой y = 0, радиальной x = 1

Коэффициент осевого нагружения

e =  =  = 0,23  0,26

 = (xV)  , где:

V - коэффициент вращения;

 - коэффициент безопасности;

 - температурный коэффициент.

V = 1

 = 1,8

 = 1

 = (1 1  468 + 0  109,03)  1,8  1 = 468  1,8 = 842,4 Н

Долговечность подшипника в млн. об.

 = 11 000 ч

 - требуемая долговечность подшипника

L =

2,7 м/с

,7 =  0,45  6 м/с

n =  57 об/мин

L =  = 37,62 млн оборотов

Динамическая грузоподъемность

С =  = 842,4   = 2822,66 Н

Подшипник подобран.

2.4 Подготовка, настройка и рабочий процесс машины

Прежде чем запустить машину в работу, машину осматривают и регулируют рабочие органы. Особое внимание обращают на состояние рабочих органов и их крепления. Проверяют смазку ступиц опорных колес и техническое состояние винтового механизма, их регулировку по высоте. Затягивают кромки дисков и заменяют затупленные лемеха плоскорежущих лап. Осматривают и подтягивают крепления подшипниковых опор кольчатошпоровых катков, имеющие трещины или сколы, проверяют вращение катков и дисковых батарей.

Качество выравнивания обработанной пашни регулируют величиной прижания к почве фартука с помощью пружин, надетых на штанги, так как батареи дисков обрабатывают на глубину 8…10 см, их устанавливают выше плоскорезов на разницу глубины обработки. При обработке плоскорезами на глубину 14 см диски поднимают над плоскорезами на 5…6 см.

.5. Техника безопасности при работе на машине

Перед троганием с места тракторист обязан предварительно подать сигнал и убедиться, что впереди никого нет. Трогать агрегат с места надо плавно, без рывков. Во время поворота агрегата не разрешается находиться вблизи него. Нельзя очищать диски, смазывать и подтягивать резьбовые соединения на ходу агрегата.

Очищать рабочие органы агрегата рекомендуется только специальными чистиками с гладкой рукояткой.

Нельзя выполнять ремонтные работы на агрегате, если он соединен с трактором, двигатель которого не заглушен.

Перед транспортированием агрегата на дальние расстояния следует проверять надежность соединения его с трактором, перевести агрегат и его рабочие органы в транспортное положение и зафиксировать.

Во время работы необходимо следить, чтобы на ходу агрегата не было крупных предметов, так как при наезде на них может произойти поломка диска или катка.

Для предупреждения несчастных случаев запрещается:

сидеть на агрегате во время движения;

поворачивать агрегат и давать задний ход при заглубленных рабочих органах.

Заключение

На основании вышеизложенного расчета предложено устройство агрегата комбинированного почвообрабатывающего для обработки почвы на небольшую глубину  = 80 мм сферическими дисками, обеспечивающими равномерное крошение пласта при скорости движения 10 км/час.

Список используемой литературы

дисконирование агротехнический почва производительность

1. Карпенко А.Н., Халанский В.М. «Сельскохозяйственные машины» - м: Колос. 1983 г.

2.      Кленин Н.Н., Сакун В.А. «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины» - М: Колос 1994 г.

.        Листопад Г.Е., Демидов Г.К., Зонов Д.Е. «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины» - М: Агропромиздат 1990 г.