1590

Техническое обеспечение кошения трав в СПК «Городея» Несвижского района с модернизацией переднего навесного устройства трактора БЕЛАРУС 422

ID: 211415
Дата закачки: 10 Июня 2020
Продавец: Shloma (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Диплом и связанное с ним
Форматы файлов: КОМПАС, Microsoft Word

Описание:
Дипломный проект


Расчетно-пояснительная записка дипломного проекта выполнена на 120 страницах машинописного текста и 9-ти листах графической части формата А1. В том числе расчетно-пояснительная записка имеет:
- 1 приложение;
- 23 рисунка;
- 12 таблиц;
- 20 источников используемой литературы.
Ключевые слова: трактор, косилочный агрегат, переднее навесное устройство, нижняя телескопическая тяга, автоматический захват, грузоподъемность, экономическая эффективность и др.
В выполненном дипломном проекте:
- приведена производственно-экономическая характеристика СПК «Городея» Несвижского района;
- обоснована необходимость доработки механизма передней навески трактора «Беларус 422»;
- проанализированы конструкции передних навесных устройств тракторов отечественного и зарубежного производства;
- на основе анализа патентных документов предложена конструкция переднего навесного устройства увеличенной грузоподъёмности с нижними тягами телескопического вида и автоматическими захватами типа «Вальтершайд»;
- проведены конструкторские расчеты основных деталей механизма навески и его привода;
- подтверждена эффективность совершенствования переднего навесного устройства расчетом операционно-технологической карты на кошение трав и технико-экономических показателей.


СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ
1.1 Общие сведения о предприятии
1.2 Природно-климатические условия
1.3 Краткая характеристика растениеводства
1.4 Краткая характеристика животноводства
1.5 Состав машинно-тракторного парка
1.6 Ремонтно-обслуживающая база
1.7 Технология заготовки трав на сено и система машин
2. ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ПРОЕКТА
2.1 Обоснование доработки механизма передней навески трактора Беларус мощностью 30..40 л.с.
2.2 Требования стандартов навесных устройств
2.3 Конструкции передних (фронтальных) навесных устройств с/х тракторов
2.4 Переднее навесное устройство устанавливаемое на тракторах «Беларус» малой мощности 30…60 л.с.
3. ПАТЕННЫЙ АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ПЕРЕДНЕГО НАВЕСНОГО УСТРОЙСТВА
3.1 Краткие сведения по найденным патентным материалам
3.2 Работа и принцип действия модернизированного переднего навесного устройства трактора «Беларус 422»
4. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРЕДНЕГО НАВЕСНОГО УСТРОЙСТВА
4.1 Расчет усилий в элементах механизма навески
4.2 Расчет винта раскоса
4.3 Расчет центральной (верхней) тяги
4.4 Расчет поворотного вала
4.5 Расчет сварного соединения нижней тяги
4.6 Расчет гидравлического цилиндра механизма навески
5. РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ НА КОШЕНИЕ ТРАВ АГРЕГАТОМ «БЕЛАРУС 422»+ ZIEGLER FTL 252
6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА
6.1 Сущность разработки
6.2 Расчет годового объема работ
6.3 Расчет трудозатрат и роста производительности труда
6.4 Материалоемкость процесса
6.5 Энергоемкость процесса
6.6 Расход топлива
6.7 Капиталоемкость процесса
6.8 Расчет эксплуатационных затрат и их экономии
6.9 Годовая экономия эксплуатационных затрат
6.10 Расчет эффективности капитальных вложений (инвестиций) в приобретении сельскохозяйственной техники
7. ОХРАНА ТРУДА
7.1 Анализ состояния охраны труда в СПК «Городея»
7.2 Разработка мер безопасности при эксплуатации трактора «Беларус 422»
7.3 Обеспечение пожарной безопасности в СПК «Городея»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
 





2. ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ПРОЕКТА

2.1. Обоснование доработки механизма передней навески трактора Беларус мощностью 30..40 л.с.

Трактор является широко универсальной самоходной машиной. В за-висимости от назначения он используется очень широко в сельскохозяйст-венном производстве и в различных областях промышленности: на земле-ройных работах, строительстве, в лесной промышленности и многих других сферах. В соответствии с областью его применения трактор должен оснащаться специфическим комплексом устройств, позволяющих ему наиболее успешно выполнять свое предназначение и называемым - рабочее оборудование трактора [1, 2].
В общем виде оно включает следующие элементы:
 гидравлическую навесную систему (гидронавесную систему);
 тягово-сцепные устройства;
 валы отбора мощности и приводные шкивы.
К рабочему оборудованию могут быть отнесены так же лебедки, гид-романипуляторы, трелевочные щиты, ковши (тракторы-погрузчики), гидрав-лические выводы, электрические выводы, пневматические выводы и др.
При выполнении различных работ трактор является энергетической составной частью так называемого машинно-тракторного агрегата (МТА), который образуется при соединении с ним различных сельскохозяйственных или промышленных машин - орудий. Образование МТА носит название "аг-регатирование" и осуществляется разными способами.
Наиболее древний способ носит название "прицепное агрегатирование". В этом случае между трактором и прицепной машиной связь осуществляется в одной точке, условно называемой "крюком". Управ-лять различными механизмами прицепной машины, а также передавать мощность от тракторного двигателя к рабочим органам машины затруднительно. Прицепной МТА обладает так же большими габаритами, плохой маневренностью и рядом других отрицательных свойств.
Навесное агрегатирование широко стало применяться с 50-х годов, хотя начало свое получило еще в 30-ые годы, используясь в упрощенном виде в поливном хлопководстве. Основной идеей этого способа агрегатирова¬ния являлась образование компактного, высокоманевренного МТА, состоя¬щего из предельно упрощенной рабочей машины и трактора оборудованного дополнительными механизмами которые позволяют:
 управлять всем МТА трактористом с рабочего места;
 приводить в движение рабочие органы навешенной на трактор маши¬ны через специальный привод;
 легкого переводить МТА из транспортного положения в рабочее и обратно;
 догружать ведущие колеса трактора, улучшая их сцепные свойства;
 обеспечивать легкость и простоту соединения с трактором различной техники.
Все навесные машины можно разделить на две группы: "полностью навесные" - это машины, полный вес которых в транспортном положении передается на трактор и "полунавесные" - машины у которых в транспортном положении только часть веса передается на трактор (по пределу грузоподъемности трактора), а остальная часть веса воспринимается собственной ходовой системой.
Можно условно называть технику "полностью навесную" - "навесной" в отличие от "полунавесной".
В конструкции навесной техники могут применяться колеса, но они служат обычно только для поддержания ее рабочих органов в заданном по-ложении по высоте и при необходимости для привода активных рабочих органов у, так называемых, "бесприводных машин". Рабочие органы "приводных машин" получают движение (мощность) от тракторного двигателя через специальный привод.
Как навесные, так и полунавесные машины соединяются с трактором шарнирно, что дает им возможность перемещаться и в вертикальной и в го-ризонтальной плоскостях или только в вертикальной. Механизм, с помощью которого сельскохозяйственные или промышленные машины соединяются с трактором, носит название "гидравлическая навесная система" (гидронавесная система). Она же позволяет трактористу с рабочего места управлять под¬соединенной машиной.
В зависимости от используемого способа агрегатирования МТА могут быть прицепные, навесные, полунавесные и комбинированные. В последнем случае с трактором соединяется несколько машин, использующих разные способы агрегатирования.
Навесному способу агрегатирования присущ ряд преимуществ по сравнению с прицепным. Эти преимущества относятся как к рабочим машинам, так и к МТА в целом:
для рабочих машин - вес в 1,5...2,5 раза меньше за счет отсутствия или значительного облегчения ходовой части, ряда механизмов управления, уп-рощения рамы и т. д.;
конструкция проще и надежнее, что облегчает ее обслуживание и удешевляет обновление парка машин;
уменьшается тяговое сопротивление, так как отсутствуют или резко снижаются потери в ходовой системе;
для МТА в целом - управление трактором и машиной осуществляется одним человеком - трактористом с его рабочего места через удобную и не требующую больших усилий гидравлическую систему. При этом и физически и психологически (не требуется согласованность действий нескольких человек) труд тракториста облегчается, а его производительность возрастает;
повышается маневренность МТА за счет возможности его поворота с радиусами близкими к минимальным радиусам поворота трактора и его движения задним ходом при поднятых рабочих органах;
повышаются тягово-сцепные качества МТА, так как уменьшается тяговое сопротивление навесной техники и улучшается сцепление ходовой системы трактора под воздействием реакции со стороны навешенной машины.
В совокупности достоинства навесных МТА проявляются в том, что они обладают повышенной на 5...30% производительностью и уменьшенным на 10...15% расходом топлива по сравнению с аналогичными прицепными.
Указанные существенные достоинства навесных МТА обусловили их развитие и широкое применение. Все современные колесные и гусенич¬ные трактора сельскохозяйственного назначения и большинство тракторов промышленного назначения приспособлены для работы не только с прицеп¬ной, но и с навесной техникой.
В отличие от навесной, прицепная техника располагается только сзади трактора и всегда движется в тяговом режиме. Навесная техника может рас-полагаться на тракторе в различных местах и двигаться как в тяговом, так и в толкаемом режимах.
Различают следующие варианты навески (место расположения) на тракторе (табл.2.1).
Задняя навеска. Машина навешивается на тракторе так, что она рас-полагается сзади вне базы трактора. Этот вид навески применяют у сельско-хозяйственных тракторов для агрегатирования с большинством почвообра-батывающих машин сплошной обработки почвы, с посевными, посадочными, некоторыми уборочными машинами, с рыхлителями у промышленных тракторов и во многих других случаях. Машина в задней навеске неудобна для обзора, при повороте смещается в сторону противоположную повороту МТА, осложняя тем самым работу тракториста. Ее воздействие на трактор обычно догружает заднюю часть ходовой системы и разгружают переднюю, что создает как положительный эффект - улучшение сцепления задних ведущих колес, так и отрицательный - ухудшается устойчивость и управляемость колесного трактора.
Фронтальная навеска. Машина располагается перед трактором, на-вешиваясь на него с помощью универсального фронтального навесного уст-ройства трактора, либо с помощью специального навесного устройства, при-даваемого к навесной машине.
Фронтальная навеска обычно применяется в случаях, когда такое рас-положение машины удобно с точки зрения выполняемой операции (уборочные операции сельскохозяйственного производства, которые высвобождают место для движения ходовой системы трактора, бульдозерная работа промышленного трактора и т.д.) или при необходимости выполнения одновременно нескольких операций, когда на трактор навешивается несколько разных машин. Фронтальная навеска применяется также у сельскохозяйственного крутосклонного трактора, так как специфика его движения в том, что в конце каждого рабочего хода отсутствуют традиционный поворот (нежелателен из-за опасности опрокидывания в условиях ограниченного маневрирования), а трактор останавливается и последующий рабочий ход выполняет реверсивным движением. На тракторе навешиваются машины во фронтальном и заднем расположении, попеременно работая так, что при каждом ходе трактор буксирует машину в тяговом режиме. Рабочие органы фронтально навешенных машин часто невидимы из-за капота двигателя, хотя и располагаются в направлении сектора обзора трак¬ториста (вперед по ходу движения МТА). Поэтому фронтальное агрегатиро¬вание (использование фронтальной навески) требует такую компоновку мо¬торной части, чтобы капот двигателя имел максимально возможный наклон вперед и вниз.
Боковая навеска. В этом случае машина располагается сбоку трактора (если машина одна, то обычно с правой стороны, так как эта зона особенно хорошо просматривается трактористом) и соединяется с трактором через специальный механизм придаваемый к сельскохозяйственной машине.
Боковая навеска характерна тем, что сила сопротивления рабочего хода создаваемая машиной располагается не в плоскости симметрии трактора, а с определенным "плечом", что создает крутящий момент приложенный к МТА и стремящийся его повернуть в сторону расположения навешенной машины. Поэтому боковую навеску стремятся использовать с машинами, воздействие которых не нарушает стабильного прямолинейного движения МТА. В сельском хозяйстве боковую навеску применяют для навешивания однобрусных косилок и некоторой другой техники.
Таблица 2.1 Способы размещения навесных машин на тракторе


Тип навески
 
Достоинства
 
Недостатки
 Область агрегатирования
Задняя

  Трактор движется по необработанному полю
 Легкость и удобство навески
 Возможность использовать вес орудий для догрузки ведущих колес
 Легкость отбора мощности через вал отбора мощности  Нарушение продольной ус¬тойчивости трактора
 Небольшой предельный вес навешиваемых орудий
 Трудность наблюдения за работой орудий
 Преимущественно с почвообрабатывающими, посадочными и посевными машинами-орудиями, те-лежками, опрыскивателями-опыливателями, землеройными машинами
Передняя

  Равномерное распределение веса орудия по осям
 Устойчивый ход рабочих органов — нужны небольшие защитные зоны
 Удобное наблюдение за работой орудия
  Необходимость «арочной» конструкции трактора с большим просветом в средней части
 Трудность навешивания — необходимы секционные машины
 Трактор движется по обработанному полю — необходимы следорыхлители Преимущественно с культиваторами, сеялками и другими ма-шинами, требующими точного вождения по рядку

Эшелонированная



  Возможность получения широкозахватного агрегата
  Равномерное распределение веса орудия по осям
 Удобное наблюдение за боковыми секциями  Сложность навешивания.
 Необходимость в маталлоемкой полунавесной сцепке
 Пыль, поднимаемая боковыми секциями, затрудняет вождение агрегата
 Преимущественно широкозахватные агрегаты из секционных сеялок культиваторов, борон

Шеренговая


  Возможность получения широкозахватного агрегата
 Легкость навешивания (сцепки)
  Необходимость в металлоемкой полунавесной сцепке
 Влияние навески на продольную устойчивость трактора
 Трудно использовать вес орудий для догрузки ведущих колес Преимущественно широкозахватные агрегаты из секционных сеялок культиваторов, борон

Фронтальная

  Машина движется перед трактором
 Легкость и удобство навески
 Удобное наблюдение за работой машины
  Небольшой предельный вес навешиваемой машины
 Трудность подвода мощности от вала отбора мощности
 Увеличение сопротивления передвижению трактора и ухуд¬шение тяговых качеств
 Преимущественно с уборочными и погрузочными машинами, волокушами и бульдозерами
Для тяжелых машин заменяют задним навешиванием с ревер¬сивным движением трактора

Боковая

  Трактор движется рядом с обрабатываемым полем (буртом), не проходя по нему
 Удобное наблюдение за работой машины
  Наличие уводящего момента
 Трудность навешивания при среднем боковом расположении машины
 Преимущественно с косилками и погрузчиками непрерывного действия


Передняя навеска, иногда называемая "средней", представляет распо¬ложение навешенной машины внутри базы трактора между осями его передних и задних колес. Очевидно что этот вариант навески возможен только с тракторами, имеющими в указанной зоне достаточное свободное пространство, а поэтому потребовал особую компоновку трактора получившую название - самоходное шасси. Особенностью этой навески является наименьшее отклонение рабочих органов машины от необходимого положения при неточном вождении МТА. Эта специфика особенно важна при выполнении пропашных работ (совокупность операций по уходу за растениями, выполняемых рабочими органами пропашной техники, движущимися между рядками растений), так как обеспечивает минимальное повреждение растений. Достоинствами передней навески являются также повышенные тягово-сцепные свойства трактора, улучшение его продольной устойчивости и управляемости, компактность МТА и хорошие маневровые свойства. При необходимости уплотнение почвы по следу колес ликвидируется с помощью специальных рыхлителей установленных за задними колесами.
Секционная (эшелонированная) навеска представляет комбинацию нескольких вариантов навесок: фронтальная и боковые; задняя и боковые; фронтальная и задняя. Обычно секционная навеска используется при работе с широкозахватными машинами (культиваторы, сеялки, сенокосилки и др.), когда расположить их в одном варианте навески невозможно. Секционная навеска используется так же и при совмещении отдельных операций: рыхление и подкормка, внесение удобрений и посев и т.п. с применением задней и фронтальной навесок, либо фронтальной и передней или передней и задней.
Как уже указывалось выше, агрегатирование с трактором различной техники, осуществляется с помощью гидронавесной системы, которая состоит из подъемно-навесного устройства (механизм навески) и гидросистемы.
Служат для соединения с трактором различных сельскохозяйственных или промышленных машин навесного типа.
Подъемно-навесные устройства можно классифицировать по признакам их универсальности, места расположения и кинематики связи с трактором, типа буксировки и способа соединения с навесной машиной (рис.2.1).

Рис. 2.1 Классификация подъемно-навесных устройств
Универсальное подъемно-навесное устройство является принадлеж-ностью трактора и позволяет присоединять к нему большое количество самых различных машин и орудий. При этом они к универсальному механизму навески всегда крепятся в трех точках, а сам механизм навески к трактору в трех или двух точках.
Требования к механизмам навески.
Конструкция механизма навески должна обеспечивать:
 легкость, простоту и надежность соединения;
 необходимый диапазон вертикального перемещения навешенной тех¬ники;
 самозаглубляемость рабочих органов почвообрабатываемых орудий (главным образом у плугов);
 возможность свободного поперечного смещения орудия в рабочем положении относительно трактора при пахоте и других операциях сплошной обработки поля;
 хорошее копирование рельефа поверхности;
 возможность регулирования рабочего положения машины в верти¬кальной и горизонтальной плоскостях;
 устойчивое движение машины за трактором;
 легкость поворота МТА в рабочем и транспортном положениях;
 возможность блокирования в рабочем положении поперечного сме¬щения машин выполняющих посев и междурядную обработку;
 подъем машин или орудий в транспортное положение с надежным блокированием от опускания, раскачивания и с обеспечением необходимой проходимости МТА по полевым и проселочным дорогам;
 необходимую грузоподъемность соответствующую категории трактора;
 необходимую навесоспособность (допустимая масса навешиваемого на трактор оборудования и полезного груза в процентах от эксплуатацион¬ной массы трактора с балластным грузом: для гусеничных тракторов при смещении центра масс МТА относительно середины опорной поверхности не более 0,2b, где b - длина опорной поверхности гусеницы; для колесных тракторов в стандартной комплектации рабочего оборудования и при обеспечении нагрузки на колеса в соответствии с требованиями ГОСТа).




2.2 Требования стандартов навесных устройств

С целью выполнения рассмотренных требований, унификации присоединительных элементов навесного устройства трактора и навесных машин ряд кинематических параметров нормализован в соответствии с тяговым классом трактора (рис. 2.2). Внутригосударственные стандарты СНГ разработаны на базе предложений Международной организации по стандартизации (ИСО). В РБ с 2001г. на трехточечные навесные устройства введен межгосударственный стандарт: ГОСТ 10677-2001 (для тракторов класса 6…80 кН) [3, 6, 7].

Таблица 2.2 - Стандартные типоразмеры навесных устройств
Типоразмер навесного устройства Класс трактора
НУ-2 От 0,6 до 2 включ.
НУ-3 3 и 4
НУ-4 5 и 8

Данный стандарт распространяется на заднее навесное устройство (далее - навесное устройство) сельскохозяйственных тракторов и устанавливает три типоразмера навесных устройств, указанных в таблице 2.2, размеры присоединительных элементов и их расположение на навесных сельскохозяйственных машинах.
Стандарт не распространяется на навесные устройства тракторов специального назначения (хлопководческих, садоводческих, свекловодческих, виноградниковых, лесохозяйственных, тракторных самоходных шасси) и сельскохозяйственных модификаций промышленных тракторов.
В стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
Навесное устройство: устройство, состоящее из трех тяг (верхней и двух нижних), шарнирно-соединенных передними концами с трактором, а задними концами — с присоединительными элементами навесной машины, через которые трактор передает тяговое усилие на машину.
Присоединительная точка: шарнирное соединение навесного устройства и навесной машины.
Присоединительный треугольник: треугольник, образованный линиями, соединяющими три присоединительные точки задних шарниров верхней и нижних тяг. Для навесных машин — треугольник, в углах которого расположены присоединительные элементы машины. Размеры основания и высоты присоединительного треугольника определяют кинематические параметры навесного устройства.
Ось подвеса: основание присоединительного треугольника. На навесной машине – ось расположения нижних присоединительных пальцев (может быть выполнена в виде единой детали).
Стойка: устройство на навесной машине, имеющее верхнюю присоединительную точку. Высота стойки уо (рис. 2.2) равна высоте присоединительного треугольника – от оси подвеса до оси отверстия в вилке стойки.
Максимальный рабочий ход оси подвеса n1 (рис. 2.2): ход оси подвеса, соответствующий полному ходу поршня гидроцилиндра.
Угол наклона плоскости присоединительного треугольника α (рис. 2.2): угол наклона от вертикали по направлению к трактору считается положительным, а в противоположном направлении - отрицательным. Наклоном плоскости присоединительного треугольника изменяют (регулируют) положение рабочих органов навесной машины (как в почве, так и над почвой).

Рисунок 2.2 - Параметры навесного устройства
Условное рабочее положение: положение навесного устройства (навесной машины), при котором ось подвеса расположена на расстоянии m3= 400 мм от опорной плоскости трактора при вертикальном положении плоскости присоединительного треугольника. Относительно условного рабочего положения определяют основные параметры навесного устройства.
Мгновенный центр вращения (МЦВ): мгновенный центр вращения четырехзвенника, образованного проекциями на продольно-вертикальную плоскость тяг навесного устройства, высоты присоединительного треугольника и линии, соединяющей верхнюю и нижние точки крепления тяг на тракторе.
Условный угол тяги: угол ΔВ в продольно-вертикальной плоскости между опорной плоскостью трактора и линией, проходящей через мгновенный центр вращения и проекцию оси подвеса на опорную плоскость при условном рабочем положении навесного устройства.
Угол схождения нижних тяг φН (рис. 2.2): угол между линиями, проходящими через передние и задние шарниры нижних тяг, находящихся в горизонтальной плоскости, при этом задние шарниры установлены на оси подвеса, а передние - на тракторе с помощью двух шарниров (не относится к сближенному положению шарниров, имитирующих один шарнир).
Свободное перемещение (рис. 2.2) оси подвеса S1 в вертикальной поперечной плоскости: перемещение одной присоединительной точки оси подвеса относительно другой в поперечной вертикальной плоскости, измеренное по вертикали, при условном рабочем положении навесного устройства.
Свободное перемещение S2 (рис. 2.2) оси подвеса в горизонтальной плоскости: перемещение оси подвеса навесного устройства (машины) в направлении, поперечном движению трактора, вправо и влево от продольной оси трактора при условном рабочем положении навесного устройства (машины).
Параметры навесных устройств должны соответствовать указанным на рисунках 2.3 и 2.4 и в таблице 2.2 при использовании на тракторах шин, указанных предприятием-изготовителем.
Плоскость присоединительного треугольника навесного устройства трактора в агрегате с навесной машиной в условном рабочем положении должна быть перпендикулярна к опорной плоскости трактора и к плоскости симметрии расположения движителей.
Регулируемый угол наклона плоскости присоединительного треугольника α в интервале рабочих положений оси подвеса навесного устройства (машины), указанных в таблице 2.2, должен обеспечиваться в пределах от плюс 5° до минус 5° от вертикали.
Размеры присоединительных элементов навесного устройства. Размеры присоединительных элементов навесного устройства на тракторе должны соответствовать указанным на рисунке 2.3 и в таблице 2.2

 
Рис. 2.3 Размеры присоединительных элементов навесного устройства на тракторе
 Рис. 2.4 Размеры присоединительных элементов навесного устройства на навесной машине

Таблица 2.3 - Значения х0 и В



Рекомендации по выбору расстояния х0 от мгновенного центра вращения (МЦВ) до оси задних ведущих колёс ( задних опорных катков) и выбору условного угла тяги В при условном рабочем положении навесного устройства указаны на рис. 2.4 и в таблице 2.3.
Приведенные рекомендации не исключают применения других значений х0 и В, если они обеспечивают устойчивый рабочий ход навесной машины или специальных орудий в различных почвенных условиях когда они находится в рабочем положении и выполняют сельскохозяйственную технологическую операцию.

 


Рисунок 2.5 - Схема определения x0 и 

При выборе геометрических параметров подъемно-навесного устройства необходимо стремиться к снижению передаточных чисел, чтобы к уменьшению нагрузки в элементах гидравлического подъемного-навесного устройства.
Возможность транспортировки навесных агрегатов определяется минимальным расстоянием (hтр=0.25…0.32м) между машиной и почвой.
Эта величина связана с максимальной величиной подъема оси подвеса m2 и углом наклона стойки машины вперед  при максимально поднятых нижних тягах. Параметры m2 и  нормализованы (см. рис. 2.5)
Стандарт ИСО 730-1:1994/Е «Тракторы сельскохозяйственные колесные-задние трехточечное навесное устройство» (Часть 1: Категории 1, 2, 3 и 4) устанавливает четыре категории упомянутого, которые должны применяться с соответствующими рядами тракторов, указанными в табл. 2.4.

Таблица 2.4 - Категории навески (стандарт ИСО 730-1:1994/Е)

Категории навески Мощность кВт, при номинальной частоте враще-
ния коленвала,мин-1
1
2
3
4 до 48
до 92
от 80 до 185
от 150 до 350

Категория 4 разделена на две части 4L и 4H, в зависимости от расположения вала отбора мощности (ВОМ). Размеры навески категории 4L и 4H применяют на тракторах с расположением ВОМ соответственно ниже или выше задней оси трактора. Размеры и требования к трёхточечному навесному устройству сельскохозяйственных тракторов для присоединения орудий или оборудования спереди установлены стандартами:
 ИСО 8759-2 «Тракторы колесные сельскохозяйственные. Переднее навесное устройство и вал отбора мощности. Часть 1. Переднее навесное устройство».
 ГОСТ 27378-87 (СТ СЭВ 5819-86) «Устройство навесное трехточечное переднее».

2.3 Конструкции передних (фронтальных) навесных устройств с/х тракторов

Примером конструкции фронтального механизма навески может служить механизм тракторов «Беларус» кл. 1,4 и 2,0 (рис. 2.6). Механизм навески представляет устройство в виде сварной рамы 19, на которой смонтированы все сборочные единицы и детали. Рама прикреплена к кронштейну передних грузов 11 с помощью растяжек 17 и штанг 16. Все соединения выполнены с помощью легкосъемных пальцев 10 и 13 [5].


Рис. 2.6 Фронтальное навесное устройство тракторов «Беларус» кл. 1,4 и 2,0
1 - автосцепка СА-1; 2 - центральная тяга; 3 - наружные рычаги; 4 - поворотный рычаг; 5 – захват, 6 – фиксатор, 7 - рукоятка; 8 - отверстия; 9 - опорная пластина; 10, 13 - легкосъемные пальцы; 11, 14 и 15 - кронштейны; 16 - штанга; 17 - растяжка; 18 - силовой гидроцилиндр; 19 - рама; 20 - продольная тяга; 21 и 22 - раскос; 23 - поворотный вал


На проушине рамы 19 установлен силовой гидроцилиндр 18, вилка штока которого соединена с рычагом 4, закрепленным на шлицах поворотного вала 23. По концам поворотного вала установлены наружные рычаги 3, связанные раскосами 22 с нижними тягами 20. Верхняя тяга 2 задним концом соединяется со щеками рамы 19 через палец установленный в наклонном пазу 21.
Навесные машины присоединяют к механизму навески с помощью ав-тосцепки СА-1, рамка 1 которой соединяется с передними шарнирами нижних 20 и верхней 2 тяг, а замок устанавливается на навешиваемой машине. Для присоединения машины механизм навески опускают и подавая трактор вперед вводят рамку 1 в полость ответного замка на машине, после чего подъемом механизма навески осуществляется надежная фиксация машины на тракторе за счет срабатывания запирающей собачки.
Для отсоединения машины с помощью ручного управления выводят собачку из зацепления с упором, опускают механизм навески до разъединения рамки с замком и, используя задний ход, отъезжают от машины на необ¬ходимое расстояние.
С целью исключения перемещения сельскохозяйственной машины в по перечной плоскости продольные тяги 20 должны быть полностью заблоки¬рованы.
При агрегатировании трактора с широкозахватными машинами раскосы соединяют с продольными тягами через прорезы в вилках. Длину продольных тяг необходимо устанавливать минимальной, исходя из условия получения наименьшего зазора между рабочими органами и передними коле¬сами трактора при поднятой сельскохозяйственной машине.
При транспортных переездах сельскохозяйственную машину в верхнем положении необходимо удерживать механизмом фиксации, состоящим из захвата 5, соединяемого с рычагом 4 гидроцилиндра посредством управле¬ния рукояткой 7. Для фиксации с помощью гидросистемы навесная машина поднимается в крайнее верхнее положение, освобождается рукоятка 7 от фиксатора 6 и воздействием на нее захват 5 вводится во взаимодействие с рычагом 4.
Для снятия с фиксации необходимо механизм навески гидросистемой приподнять и возвратить рукоятку 7 в исходное положение.
Механизм навески в сборе можно устанавливать в дополнительное нижнее положение. Для этого необходимо отсоединить опорную платину 9, опустить устройство до совмещения отверстия 8 с соответствующим отверстием на кронштейне грузов, совместить отверстия вилок растяжек 17 и штанг 16 с дополнительными отверстиями пластин рамы 19 и вставить легкосъемные пальцы 13.



Навесное устройство трактора Atles 906 [8].

Рисунок 2.7 - Навесное устройство тракторов Atles 906
1 - опора 3ей точки; 2, 10, 13, 31, 41 - шайба; 3, 15, 23, 26, 28, 30, 34, 40, 42 – винт; 4 - ось 3ей точки; 5 - разводной шплинт; 6 - крючок 3я точка; 7 - 3я точка; 8 - клин; 9 - гидроцилиндр; 11 – кольцо; 12 - блокировочный штифт; 14 – ось; 16 - рычаг правый; 17 - шаровой шарнир категории 2 или 3; 18 - разводной шплинт; 19 - рычаг левый; 20 – кольцо; 21 - тормозной уравнитель; 22, 24 – ось; 25 – подшипник; 27, 43 – гайка; 29 – шайба; 32 - левая продольная балка; 33 - правая продольная балка; 35 – ось; 36 – гидроцилиндр; 37 -тормозной уравнитель;.38 – ось; 39 - тяговая штанга;

Таблица 2.5 - Технические характеристики НУ


HewHolland T8040. Переднее навесное устройство «Zuidberg» разработанное для рабочих орудий категории IIIN, устанавливается с небольшим вылетом для увеличения грузоподъемности. Переднее навесное устройство устанавливается на переднюю раму на тракторах со стандартными и повесными передними ведущими мостами, а также на тракторах с мостами «Supersteer» переднее навесное устройство устанавливается на передний мост [9].

Таблица 2.6 - Технические характеристики ПНУ
Наименование Единицы измерения Значение
Механизм для навешивания сельскохозяйственных орудий — Шарнирный четырехзвенник
Грузоподъемность на вылете 610 кН 45
Цилиндры шт Два двухстороннего действия с принудительном опусканием
Диаметр цилиндра мм 90
Ход поршня мм 250
Рабочее давление мм 190Бар



Рисунок 2.8 - Переднее навесное устройство «Zuidberg» трактора
HewHolland T8040

McCORMICK XTX -215. Прицепное устройство предназначено для навесных орудий труда Категории IIIN. Нижние звенья имеют захватное устройство клешневого типа, а верхнее звено – сферическую цапфу [10].
Нижние звенья имеют три положения. При изменении положения нижних звеньев поддерживайте их при извлечении фиксирующих пальцев.
Оба подъемных звена должны быть установлены в одинаковом положении.
Поднимите прицепное устройство на максимальную высоту, прежде чем приступать к регулировке нижних звеньев. В таблице приведена техническая характеристика ПНУ трактора McCORMICK XTX -215 грузоподьемностью 5600 кг.

Таблица 2.7 - Технические характеристики ПНУ
Наименование Единицы измерения Значение
Механизм для навешивания сельскохозяйственных орудий — Шарнирный четырехзвенник 3-й категории
Грузоподъемность на вылете 610 кН 56
Цилиндры шт Два двухстороннего действия с принудительном опусканием
Диаметр цилиндра мм 90
Ход поршня мм 250
Рабочее давление мм 200Бар



Рисунок 2.9 - Навесное устройство трактора McCORMICK XTX -215 грузоподьемностью 5600 кг.



2.4 Переднее навесное устройство устанавливаемое на тракторах «Беларус» малой мощности 30…60 л.с.

Передний навесной механизм тракторов малой мощности 30…60 л.с. (Беларус-320/322/422/622), представлен на рис. 2.10[4].
Навесное устройство состоит из нижних (продольных) тяг 2, верхней тяги 6, силовых гидроцилиндров 3, оси 9, с которой соединены передние концы продольных тяг. Штоки гидроцилиндров соединены с рычагами 4, которые установлены на поворотном валу 8 и через регулируемые раскосы 1 соединены с продольными тягами 2. Раскачивание продольных тяг при движении трактора ограничивается регулируемыми стяжками.
Навесное устройство снабжено механизмом фиксации. Он состоит из управляемого рукояткой 5 вала с кронштейном, который при установке его в положение "фиксация навески" упирается в упор поворотного вала 8 и не дает валу возможности повернуться и опустить поворотные рычаги 4, а вместе с ними и нижние (продольные) тяги 2.

Рис. 2.10 Фронтальное навесное устройство тракторов
Беларус-320/322/422/622
1 - автосцепка СА-1; 2 - центральная тяга; 3 - наружные рычаги; 4 - поворотный рычаг; 5 – захват, 6 – фиксатор, 7 - рукоятка; 8 - отверстия; 9 - опорная пластина; 10, 13 - легкосъемные пальцы; 11, 14 и 15 - кронштейны;

Анализ конструкций гидронавесных систем тракторов ведущих зарубежных фирм показывает дальнейшую тенденцию расширения функциональных возможностей тракторных гидросистем на базе использования электрогидравлических систем управления типа EHS и цифровой электроники с шиной LAN, которая позволяет заметно упростить кабельное соединение.
Необходимо отметить, что в связи с увеличением количества с/х машин навешиваемых на переднее навесное устройство на большинстве тракторов, последнее снабжается системой автоматического регулирования, а в переднюю часть трактора выводятся парные выводы от одной из секций распределителя и сливной маслопровод.
В настоящее время все больше внимание уделяется применению переднего навесного устройства, ставшим стандартным рабочим оборудованием, а также присоединяемые к нему навесные орудия.
Все больше разрабатывается навесных орудий для передней навески, такие как сеялки, косилки, посадочные машины, уборочные, машины для внесения удобрений.
Вместе с гидроприводом, который используется для подъема орудий в транспортное положение и регулирования их рабочего положения, навесное устройство образует навесную систему - одну из важнейших систем трактора. Вопросы регулирования рабочего положения орудий с помощью силового, позиционного или комбинированного регуляторов, относятся к гидравлическому оборудованию трактора
Передними навесными системами сейчас оснащаются по заказ наряду подавляющее большинство выпускаемых сельскохозяйственных тракторов всех классов, с которыми они обеспечивают также работу полунавесных орудий. Передними навесными системами оснащаются как колесные, так и гусеничные сельскохозяйственные тракторы.
Навесной механизм предназначен для присоединения к трактору навесных машин и обеспечения правильного положения их рабочих органов во время работы. Конструкция навесных механизмов может быть разной и зависит от особенностей машин и размещения их на тракторе. В комплект стандартной навесной системы входит навесной механизм для навешивания машин сзади трактора. Для бокового или переднего навешивания машин применяются специальные механизмы — навесные сцепки, которые поставляются отдельно от трактора. Однако почти на всех тракторах предусмотрены посадочные места для крепления механизмов, соединяющих их с боковыми или передними навесными машинами.
Важнейшим требованием к подъемно-навесным устройствам является требование к их грузоподъемности. За последние 10 лет наблюдается повышением грузоподъемности навесных устройств. Это приходит в связи с тем, что повышение мощности тракторов в пределах каждого класса привело к увеличению рабочего захвата сельскохозяйственных машин и, следовательно, к увеличению их массы.
Существует ряд способов повышения грузоподъемности навесного устройства: увеличением давления в гидросистеме или диаметра силового гидроцилиндра, применением дополнительных цилиндров, рациональным подбором кинематических параметров навесного устройства. Диаметр силового цилиндра не всегда можно увеличить, поскольку он располагается, как правило, в зоне ограниченным свободным пространством либо встроен в корпус трансмиссии.
Для повышения продольной устойчивости агрегата при работе с тяжелыми навесными машинами, навешиваемыми впереди, можно применять ряд мер. Среди них – установка балластных грузов сзади трактора. Балластные грузы дают возможность исправить эпюру давления гусеницы или догрузить задние колеса. Установка задних балластных грузов определяет взаимозаменяемость съемных передних балластных грузов, применяемых на различных сельскохозяйственных тракторах, несущую способность бруса прямоугольного сечения, устанавливаемого спереди трактора, и зону свободного пространства для расположения грузов.
 
3. ПАТЕННЫЙ АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ПЕРЕДНЕГО НАВЕСНОГО УСТРОЙСТВА


3.1 Краткие сведения по найденным патентным материалам

В результате просмотра официальных бюллетеней за 1993-2003 гг., годовых указателей к официальным бюллетеням «Изобретения. Полезные модели» за 1993-2013 гг, а также тематических подборок «Изобретения стран мира» за 1993-2013 гг. было найдено 23 патента по теме «навесные устройства трактора». Ниже представлены краткие рефераты этих патентов.

Рычажно-шарнирный четырехзвенный механизм навески соединения сельскохозяйственных орудий и машин с рамой.
Патент №2246810.
Заявка: 2003116046/11, 29.05.2003
Автор(ы): Сергеев А.П. (RU), Салдаев А.М. (RU), Сапунков А.П. (RU)
Патентообладатель(ли):
Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия (RU)
Формула изобретения. Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к навесным системам тракторов сельскохозяйственного назначения. Механизм навески включает разнесенные в поперечно-вертикальной плоскости верхнюю и нижние оси, связанные между собой правой и левой стойками, и снабжен силовым гидроцилиндром с основанием и штоком. Основание силового гидроцилиндра размещено на нижней оси. Рычаг штока силового гидроцилиндра смонтирован на верхней оси. Механизм навески имеет полый вал с левым и правым подъемными рычагами, смонтированными на верхней оси и кинематически связанными с рычагом штока силового гидроцилиндра, центральную верхнюю тягу с вилкой и амортизатором в виде пружины, регулировочной резьбовой муфтой, головкой и пальцем, левую и правую нижние продольные тяги с механизмами изменения их длины. Левая и правая нижние продольные тяги соединены вилками с левым и правым раскосами.
Посредством центральной головки нижние продольные тяги сопряжены с нижней осью с возможностью смещения на ней. Свободные концы нижних продольных тяг снабжены шаровыми шарнирами. Боковые смещения левой и правой нижних продольных тяг зафиксированы левой и правой ограничительными цепями с муфтами.
Технический результат - расширение номенклатуры агрегатируемых навесных специальных, мелиоративных, дождевальных и с.-х. машин и орудий, улучшение условий работы, снижение динамических нагрузок на раму и ходовую часть агрегатируемого трактора.

Рис. 3.1 Кинематика звеньев механизма навески

Рис. 3.2. Нижняя тяга с механизмом изменения длины.

Рис. 3.3 Рычажно-шарнирный четырехзвенный механизм навески
Посредством центральной головки нижние продольные тяги сопряжены с нижней осью с возможностью смещения на ней. Свободные концы нижних продольных тяг снабжены шаровыми шарнирами. Боковые смещения левой и правой нижних продольных тяг зафиксированы левой и правой ограничительными цепями с муфтами.
Технический результат - расширение номенклатуры агрегатируемых навесных специальных, мелиоративных, дождевальных и с.-х. машин и орудий, улучшение условий работы, снижение динамических нагрузок на раму и ходовую часть агрегатируемого трактора.

Навесное устройство трактора.
Заявка: 2003112549/11, 28.04.2013
Дата начала действия патента: 28.04.2013
Дата публикации заявки: 20.10.2014
Опубликовано: 10.10.2015 Бюл.№3
Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2132118 C1, 27.06.1999. RU 2115282 C1, 20.07.1998. RU 2048718 C1, 27.11.1995. SU 198801, 07.09.1967. US 6321851 B1, 27.11.2001. FR 2187195, 18.01.1974.
Адрес для переписки:
350044, г.Краснодар, ул. Калинина, 13, КГАУ
Формула изобретения. Изобретение относится к тракторостроению и может найти применение при эксплуатации тракторов. Навесное устройство содержит верхнюю и нижние тяги, блокирующие цепи, коромысло, прицепную шарнирную головку с проушиной. Коромысло установлено своим средним отверстием на прицепную головку, шарнирно закрепленную на оси подвеса. Проушина прицепной головки шаровой опорой с помощью пальца соединена с верхней, имеющей удлинитель, и нижними тягами через коромысло для обеспечения поворота тяг на проушине с двумя степенями свободы.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на рис.3.4 вид навески сбоку, рис.3.5 - вид сверху.
Навесное устройство содержит верхнюю тягу 1 с вилкой 2, закрепленной на тракторе 3 через прицепную головку 4 и удлинитель 5, который крепится к вилке 2 верхней тяги пальцем 6 и торцом 7 удлинителя 5; нижние тяги 8, концы которых, расположенные к трактору, соединены коромыслом 9, а оно установлено средним отверстием на шарнирную прицепную головку 4, закрепленную на оси подвеса 10 распорными хомутами 11.

Рис.3.4 Вид навески сбоку

Рис. 3.5 Вид навески сверху.

Технический результат -расширение эксплуатационных возможностей и уменьшение динамической нагруженности.

Передняя сцепка.
Заявка: 97104045/13
Дата подачи заявки: 1997.03.17
Опубликовано: 1998.05.27
Список документов, цитированных в отчете о поиске: DE, патент, 1008511, кл. A 01 B 59/04, 1957. GB, патент, 714328, кл. A 01 D 59/048, 1954
Заявитель(и): Шадрин Александр Павлович
Автор(ы): Шадрин Александр Павлович
Патентообладатель(и): Шадрин Александр Павлович
Формула изобретения. Передняя сцепка для навешивания машины-орудия впереди трактора, включающая рамную приставку, гидроцилиндр, кронштейны, распорные брусья и толкатели, отличающаяся тем, что она снабжена несущим валом, на котором шарнирно закреплены два параллельных кронштейна с подвесными штангами, два параллельных распорных бруса, два толкателя, направленных вперед и в противоположные стороны под углом 23°, причем все пары жестко соединены между собой.
Использование: относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к отрасли сельского и лесного хозяйства. Сущность изобретения: передняя сцепка для навешивания машины-орудия впереди трактора включает рамную приставку 1, гидроцилиндр 3, кронштейны 5, распорные брусья 10, толкатели 11. Передняя сцепка имеет несущий вал 4, на котором шарнирно закреплены два параллельных кронштейна 5 с подвижными штангами 8, два параллельных распорных бруса 10, два толкателя 11, направленных вперед и в противоположные стороны под углом 23° причем все пары жестко соединены между собой. (рис.3.6 и 3.7)

Рис.3.6. Вид сбоку сцепки.

Рис. 3.7. Вид сверху сцепки.
Преимущества предлагаемой сцепки заключаются в том, что:
1) она увеличивает нагрузку на передние колеса трактора, что положительно сказывается на распределении нагрузок на все колеса трактора и улучшаются условия управления агрегатом;
2) улучшаются условия видимости для тракториста машины-орудия и их рабочих органов в процессе работы;
3) улучшаются условия управления машиной-орудием и их рабочими органами;
4) устраняется возможность выглубления рабочих органов и обеспечивается хорошее копирование микрорельефа.
Все эти показатели позволяют повысить качество обработки почвы в междурядьях с наименьшими затратами труда и средств.
Технический результат изобретения - облегчение управления технологическим процессом, повышение качества посева или механизированного ухода за почвой в междурядьях малой ширины при выращивании различных культур.

Механизм навески трактора.
Номер публикации 25975
Дата публикации 2002.11.10
Страна публикации RU
Заявка 2002114145/20
Дата подачи заявки 2002.05.27
Дата начала отсчета срока действия патента 2002.05.27
Опубликовано 2002.11.10
Основной индекс МПК A01B63/10
Название МЕХАНИЗМ НАВЕСКИ ТРАКТОРА
Заявитель(и) Волгоградская государственная архитектурно-строительная академия
Автор(ы) Фоменко Н.А. Фоменко В.Н.) Беднев И.Н. Шевчук В.П.
Патентообладатель(и) Волгоградская государственная архитектурно-строительная академия
Адрес для переписки 404111, Волгоградская обл., г. Волжский, пр. Ленина, 72, ВолжскИСИ филиал ВолгГАСА
Механизм навески трактора, содержащий две нижние и верхнюю тяги, рычаги подъема, раскосы, силовой цилиндр, отличающийся тем, что в верхнюю тягу встраивается гидравлический цилиндр, позволяющий уменьшать ее длину в транспортной фазе работы агрегата, увеличивая тем самым угол запрокидывания рабочей машины.

Рис.3.8. Механизм навески трактора.


3.2 Работа и принцип действия модернизированного переднего навесного устройства трактора «Беларус 422»

Переднее навесное устройство трактора «Беларус 422» состоит непосредственно из механизма навески и гидросистемы.
Механизм навески (рис.3.9 а и б) состоит:
 из верхней, регулируемой по длине (465…675 мм) верхней тяги 1;
  кронштейн фиксации 2 верхней тяги 1, которые крепится к крышке переднего ВОМ двумя болтами М10;
 механизма фиксации навески (рис.3.10), предназначенной для ручной фиксации навески в верхнем положении, и состоящая из рукоятки 3 вала 15 с кронштейном 17, который при установки его в положение «фиксация навески» упирается в упор 23 поворотного вала 4 и не дает валу возможности повернутся и опустить рычаги поворотные рычаги 12, а вместе с ними и нижние (продольные)тяги 7. Для фиксации навесного устройства в поднятом положении необходимо поднять его в крайнее верхнее положение и рукоятку 3 перевести назад по ходу трактора до установки на упор 23. Снятие навесного устройства с фиксации производится после подъема его в крайнее верхнее положение и перевода рукоятки 3 вперед по ходу движения.

Рис. 3.9(а) Механизм передней навески (вид сбоку).
 раскоса 10, которые соединяется с поворотными рычагами 12 с помощью пальцев 22 и с нижними продольными тягами 11 с помощью пальца 9 и фиксирующей пластины 10.
 оси продольных тяг 25, которая удерживается в проушинах крышки переднего ВОМ. На оси продольных тяг закреплены шарнирно непосредственно сами продольные тяги 11 и зафиксированы от осевого перемещения гайками 25 с двух сторон. На этой же оси размещаются два гидроцилиндра 6


Рис. 3.9(б) Механизм передней навески (вид сверху).

Рис. 3.10 Механизм фиксации навески

 нижних продольных тяг, состоящих из шарнирно закрепленной тяги 11 и перемещающейся в ней тяги 7. Телескопические нижние продольные тяги позволяют изменять длину вылета в диапазоне 550-675 мм путем перемещения тяги 7 в тяге 11. Тяга 7 на конце имеет крюковой захват типа «Вальтершайд».
 двух силовых гидроцилиндров 6 установленных на оси 25. Штоковая часть гидроцилиндра соединена с поворотными рычагами 12.
Основные параметры переднего навесного устройства приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1. Технические характеристики ПНУ

Наименование Единицы измерения Значение
Механизм для навешивания сельскохозяйственных орудий — Шарнирный четырехзвенник
Грузоподъемность на вылете 610 мм кН 15
Цилиндры шт Два двухстороннего действия с принудительном опусканием
Диаметр цилиндра мм 50
Ход поршня мм 100
Длина нижних тяг мм 550-675
Длина верхней тяги мм 465-675
Способ фиксации в рабочем положении — Гидравлический
Диаметр отверстия шарнира (ниж. тяг) мм 22,4
Ширина шарнира (нижних тяг) мм 35
Диаметр пальца верхней тяги кат. 1 мм Ø16
Ширина шарнира (верхней тяги) мм 44

В результате проведенной нами модернизации переднего навесного устройства трактора «Беларус 422» получили усовершенствованную, унифицированную, отвечающая всем современным техническим требованиям переднюю навеску, которая имеет ряд преимуществ перед предшевствующему подъемному механизму, так ряд недостаток.
Сначала перечислим преимущества и недостатки самого расположения навесного устройства (фронтальное). К преимуществам можно отнести следующее: машина движется перед трактором, легкость и удобство навески, удобное наблюдение за работой. К недостаткам можно отнести: небольшой предельный вес навешиваемой машины, трудность подвода мощности от ВОМ, увеличение сопротивления передвижению трактора и ухудшение тяговых качеств.
Преимущества механизма навески: применение телескопических нижних продольных тяг с крюковым захватом типа «Вальтершайд», что в свою очередь дает большой спектр регулировок для навешивании большинства навесных машин в том числе и широкозахватных; крюковой захват значительно снижает время сцепки машин с навеской; усиленный гидроцилиндр позволяет навешивать более энергоемкие орудия; унификация конструкции позволяет использовать орудия от серийной навески, путем регулировок нижних тяг. К недостаткам можно отнести: сложность и дороговизна конструкции, применение такой навески влечет за собой ряд принципиальных изменений по увеличению прочности сопрягаемых узлов (крышка ВОМ, корпус ВОМ и т.д.), применение шин передних колес большей грузоподъемности.

 
4. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРЕДНЕГО НАВЕСНОГО УСТРОЙСТВА


4.1 Расчет усилий в элементах механизма навески

Расчёт усилий, действующих на тяги и рычаги подъёмно-навесного устройства проведем для нижнего рабочего положения как наиболее нагруженный вариант [11].
При силовом регулировании (отсутствии опорного колеса у орудия
Ун = 0) усилия в звеньях механизма навески от равнодействующей вертикальных сил и равнодействующей горизонтальных сил определяют по формулам, приведенным в табл.4.1. Выражения для расчета усилий получены из схем на рис.4.1:


Рис. 4.1 Схемы для расчета механизма навески:
а — общая; б — стержень II; в — стержень IV;
г — стержень I; д — стержень III; е — стержни V и VI

(4.1)
(4.2)
(4.3)

где ;
; ;
; ;
; .
Геометрические данные примем исходя из кинематической схемы механизма навески на листе графической части.
h- длина оси подвеса 610мм;
l1-высота стойки 460мм
l3-длина нижней тяги 0,550…0,675м
l /3-длина нижней тяги до крепления раскоса 0,255м
l4- длина раскоса 0,320…0,476м
ν= 1170
α= -40
β= 1150
φ=160…190
Q- вес орудия (косилка Ziegler FTL 252) 350кг =3,5 кН
R- тяговое сопротивление орудия 3,6кН

Таблица 4.1 - Формулы для расчёта усилий, действующих на тяги и рычаги подъёмно-навесного устройства



4.2 Расчет винта раскоса

Расчет винтов производится на растяжение и на срез витков резьбы от силы N= 2,65кН или 2650 Н(первый случай). В качестве расчетного сечения на растя¬жение берется сечение по внутреннему диаметру резьбы.

Рис. 4.2 Схема нагружения раскоса
1-тяга, 2-труба
Расчетная формула на растяжение витков: [11, 12]

σр=N/F1=4N/πd12≤ [σр] , (4.4)

где d1 – 19,29 мм - внутренний диаметр резьбы М22-6g;
[σр] -допускаемые напряжения на растяжение.
Согласно [13] допускаемые напряжения на растяжение для легиро¬ванной стали при переменных нагрузках и диаметрах 16-30 мм следует оп¬ределять по формуле

[σр] = 0,1σтек= 0,15∙ 650 = 97,5 МПа, (4.5)
где σтех =650 МПа [13] - предел текучести для стали 40х при твердости 229-260 НВ.[14]

&#963;р=4&#8729;2650/3,14&#8729;19,292=40,6 МПа< [&#963;р] = 97,5 МПа.
Расчетная формула на срез витков резьбы

&#931;ср=N/&#960;d1ktz&#8804; [&#963;ср], (4.6)
где K - коэффициент полноты резьбы, К=0,65;
t=2,5 мм - шаг резьбы;
z=l/t=60/2,5=24 - число рабочих витков;
l=24-1,5=22,5 - рабочая длина резьбы.

&#963;ср=2650/3,14&#8729;19,29&#8729;0,65&#8729;2,5&#8729;24=19 МПа
Допускаемое напряжение на срез равно

&#963;ср=(0,10-0,15)&#8729;&#963;тек=(0,10-0,15) &#8729;650=5 < 97,5 МПа (4.7)
Таким образом
&#963;ср<[&#963;ср] (4.8)


4.3 Расчет центральной (верхней) тяги

1. Расчет трубы центральной тяги
Труба центральной тяги рассчитывается на растяжение и на срез витков резьбы от силы F=2500 H. При расчете на растяжение в качестве расчетного сечения берется сечение трубы, ослабленное поперечным отверстием для рукоятки. Площадь этого сечения равна


Рис. 4.3 Расчетная схема центральной тяги.

f=&#960;/4(Дн2-Дв2)-2(Дн2-Дв2)=3,14/4(402-292)-2(40-29)•11=354 мм2, (4.6)
где Дн=40 мм - наружный диаметр трубы;
Дв =29 мм - внутренний диаметр трубы;
d=11 мм - диаметр отверстия под рукоятку.

Расчетная формула на растяжение трубы
&#963;р=F/f=2500/354=7,3 МПа, (4.7)

Предел текучести для стали 45 равен 340 МПа. Допускаемые напряжения на растяжение [13]

[&#963;р] = 0,15 &#963;тек =0,15&#8729;340 = 51 МПа; (4.8)
Произведем расчет витков резьбы на срез

&#963;ср=F/&#960;d0ktz=[&#963;ср] (4.9)
где d0=24 мм — наружный диаметр трапециидальной резьбы;
k =0,65 - коэффициент полноты резьбы;
t=3 мм - шаг резьбы;
z=l/t =44/3= 14,7 - рабочее число витков;
1=44 мм - рабочая длина резьбы.

&#963;ср =2500/3,14&#8729;24&#8729;0,65&#8729;3&#8729;14,7=3,8 МПа <[&#963;ср] = 34 МПа


4.4 Расчет поворотного вала

Материал вала 40х, твердость 255-285 НВ [14].
Поворотный вал рассчитывается на кручение по формуле

&#963;кр=Мкр/Wкр= Мкр/0,2d3 (4.10)
где Мкр - крутящий момент па поворотом валу

Мкр = N2l = 2650•170 = 450500 H&#8729;мм; (4.11)
N2=2650H- усилие на поворотом рычаге примем как в раскосе;
l= 170 мм - длина поворотного рычага;
d = 35 мм - диаметр поворотного вала.
&#963;кр=3952500/0,2&#8729;353=460 МПа


Рис. 4.4. Расчетная схема поворотного вала.

Предел текучести для стали 40х при твердости 255-285 НВ
&#963;тек =850МПа [14].
Запас прочности
n= &#963;тек/ &#963;кр=850/460=1,85 (4.12)

Максимальный прогиб поворотного вала определяется по формуле
Vmax= N2l3/48 ЕJx&#8804;[V] (4.13)
где l = 148 мм - расстояние между опорами вала, т.е. участок вала, подвергающийся прогибу;
Е = 2,2•105 МПа - модуль упругости стали;
Jx - момент инерции поперечного сечения вала при изгибе
Jx=&#960;d4/64=3,14&#8729;354/64=73625 мм4 (4.14)
[V]=0,01&#8729;l=0,01&#8729;148=0,148 мм -допустимый прогиб.

Vmax=2650&#8729;1483/48&#8729;2,2&#8729;105&#8729;73625=0,09 мм <[V] =0,148 мм.
Максимальный угол закручивания вала определяется по формуле
&#966; max= 0,1•Мкр&#8729;l/G&#8729; Jк (4.16)
где l = 304 мм - рабочая длина вала;
G = 80000H/мм2 - модуль упругости стали на кручение;
Jк - момент инерции сечения вала при кручении

Jк=&#960;d4/32=3,14&#8729;354/32=147249 мм4 (4.17)
[&#966;] - допустимый угол закручивания вала. Он равен 4° на 1 м длины. Для нашего варианта
[&#966;] = 4° &#8729;0,304 = 1,216° = 1°13\'

&#966;max=0,1•450500&#8729;304/80000&#8729;147249=0,01 рад =0,5°=0°37\'< [&#966;]=1°13\'
При расчете шлицев на смятие поворотного вала механизма навески (рис.4.5):

Рис.4.5 Схема нагружения шлицев
При расчете по ГОСТу учитывается неравномерность распределения нагрузки по зубьям и их длине (связанную с погрешностями изготовления и перекосами деталей от нагрузки), приработку рабочих поверхностей, срок службы и т.д.
В нашем случае мы имеем вал, с нарезанными на нем эвольвентными шлицами для установки поворотных рычагов 45х2х11Н с параметрами:
Z – количество шлицев, Z=21;
Dш – наружные диаметр шлица, Dш=44,6 мм;
dш – внутренний диаметр шлица, dш=40,6 мм;
L – длина шлицев, L=60 мм
Для эвольвентных зубьев h&#8776;m=2 мм, dср=zm=2•21=42 мм.
где h – высота зуба,
m – модуль зуба,
dср – делительные диаметр.
Расчет на смятие предупреждает пластические деформации рабочих поверхностей зубьев при перегрузках.
Напряжение смятия в шлицах:
&#963;_см=(8&#8729;М_кр^ )/(Z&#8729;l&#8729;(D_ш^2-d_ш^2 ) )&#8804;[&#963;_см ]=(8&#8729;450,5&#8729;&#12310;10&#12311;^3)/(21&#8729;60&#8729;(&#12310;44,6&#12311;^2-&#12310;40,6&#12311;^2 ) )=33,5 МПа
[&#963;_см ]=&#963;_т/((sK_з K_пр K_П K_Д ) ), (4.18)
где &#963;т – предел текучести материала рабочих поверхностей зубьев детали меньшей твердости;
s = 1,25…1,4 – коэффициент запаса прочности;
КЗ – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями, в зависимости от угла зацепления (&#945;W=20&#186;), КЗ=1,68 [14,табл.8.8 2];
КПР – коэффициент продольной концентрации нагрузки, по табл.6.3 [14] КПР=1,3;
КП – коэффициент концентрации нагрузки от погрешностей изготовления, по [14] принимаем КП=1,3…1,6;
КД – коэффициент динамичности нагрузки. Принимается КД=1,4…1,6.
Материал вала сталь 40Х, предел прочности &#963;пр – 850 МПа, предел текучести &#963;т – 720 МПа.
[&#963;_см ]=720/((1,3&#8729;1,62&#8729;1,3&#8729;1,2&#8729;1,6) )=136 МПа
Условие &#963;см&#8804;[&#963;см] выполняется.


4.5 Расчет сварного соединения нижней тяги

Методы расчета сварных соединений тесно связаны с технологией сварки, причем для многих видов соединений расчет носит весьма условный характер. Вообще методику расчета сварных соединений нельзя еще считать установившейся.
Что касается норм допускаемых напряжений для материала швов, то они принимаются различными в зависимости от способа сварки (ручная и автоматическая), а также от состава и толщины защитной обмазки электродов.


Рис. 4.6 Расчетная схема сварного соединения

При проверке прочности сварных швов учитывается возможный непровар в начале шва и образование кратера в конце. Поэтому расчетная длина шва принимается меньшей, чем действительная или проектная на 10 мм.
Необходимо отметить, что наиболее простым и надежным видом соединения является соединение встык, образуемое путем заполнения зазора между торцами соединяемых элементов наплавленным металлом. Соединение встык осуществляется, в зависимости от толщины соединяемых элементов (рис.4.6)
Проверка прочности производится на растяжение или сжатие по формуле:
&#963;=P/(l&#8729;t)&#8804;[&#963;] (4.19)
Здесь l•t условная рабочая площадь сварного шва, где расчетная длина шва l=b-10, высота шва h принимается равной толщине свариваемой детали t.
Р- продольное усилие в нижней тяге 3,7кН.
При автоматической сварке допускаемое напряжение растяжения [&#963;]=1300 кг/см2
&#963;=3700/((2•352-2•10)&#8729;2•6)&#8804;[&#963;]=171 кг/м^2

Так же на стыковой шов действует изгибающий момент, возникающий от навешиваемого орудия на навеску. Тогда при максимальной выдвинутой нижней тяги на расстояние 675 мм:

&#963;=6М/(l&#8729;t^2 )&#8804;[&#963;] (4.20)
М – изгибающий момент от действия силы Р:
М=3700•675=2497500 Н•мм

&#963;=(6•2497500)/(2•342&#8729;&#12310;2•6&#12311;^2 )&#8804;[&#963;]=1159 кг/м^2


4.6 Расчет гидравлического цилиндра механизма навески

Произведем расчет гидроцилиндра двустороннего действия, установленного на механизме навески (рис. 4.7). Обозначение гидроцилиндра Ц50х100.

Рис.4.7 Гидроцилиндр двустороннего действия передней навесной системы
Усилие необходимое для поднятие груза массой 350 кг на вылете 595мм
Усилие, которое создает поршень на шток:[12]

(4.20)
где P – давление, создаваемое гидросистемой трактора, по ТУ на трактор давление в системе 20 МПа.
S1 – площадь поршня, со стороны подвода рабочей жидкости:


S2 – площадь поршня, со стороны отвода рабочей жидкости:


Подставляя значения, получаем:

Н
Н
Следовательно усилие развиваемое гидроцилиндром достаточное.
&#8195;



Размер файла: 9,4 Мбайт
Фаил: (.rar)
-------------------
Обратите внимание, что преподаватели часто переставляют варианты и меняют исходные данные!
Если вы хотите, чтобы работа точно соответствовала, смотрите исходные данные. Если их нет, обратитесь к продавцу или к нам в тех. поддержку.
Имейте ввиду, что согласно гарантии возврата средств, мы не возвращаем деньги если вариант окажется не тот.
-------------------

Скачать

Добавить в корзину

Занесено в корзину

    Скачано: 1         Коментариев: 0

Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

К сожалению, точных предложений нет. Рекомендуем воспользоваться поиском по базе.