Модернизация прижимного устройства подборщика зернового ПЗ-3,4 комбайна КЗС-1218 с целью повышения производительности (дипломный проект)

Тема дипломного проекта – «Модернизация прижимного устройства ПЗ-3,4 с целью повышения производительности».
В данном проекте была проведена модернизация подборщика ПЗ-3,4 с целью увеличения производительности зерноуборочного комбайна КЗС-1218.
Выполнены технологический, кинематический и энергетический рас-четы, а также прочностной расчет вала. Разработаны мероприятия по эксплуатации, техническому обслуживанию и технике безопасности при эксплу-атации машины. Дано описание конструкции модернизированного подбор-щика. Рассчитаны показатели экономической эффективности использования модернизированного подборщика ПЗ-3,4 с зерноуборочным комбайном КЗС-1218.
Модернизированный подборщик ПЗ-3,4 позволяет интенсифициро-вать технологический процесс подбора стеблей, благодаря дополнию конструкцию подборщика вращающейся лопастью, расположенной над прутковым транспортером.
Вращающейся лопасть будет дополнительно направляеть стебли к шнеку, увеличивается объем подаваемой массы, улучшается качество подбора, а также повышается производительность, за счет увеличения скорости движения комбайна.

Дипломный проект состоит из 92 страниц пояснительной записки, со-держит 9 таблиц, 32 рисунков, 2 листа приложений.
Графический материал состоит из 8 листов формата А1.

СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение
2. Агротехнические требования, предъявляемые к зерноуборочным комбайнам]
3. Описание конструкции комбайна КЗС-1218
4. Анализ существующих конструкций подборщиков зерновых
5. Обоснование принятой к модернизации конструкции П3-3,4
6. Технологический расчет комбайна КЗС-1218 (П3-3,4)
7. Кинематический расчет комбайна КЗС-1218 (П3-3,4)
8. Энергетический расчет комбайна КЗС-1218 (П3-3,4)
9. Прочностной расчет вала П3-3,4
10. Описание модернизированной конструкции П3-3,4
11. Разработка рекомендаций по техническому обслуживанию
12. Охрана труда
13. Ресурсоэнергосбережение
14. Расчет экономической эффективности
15. Заключение



5. ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТОЙ К МОДЕРНИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИИ ПЗ-3,4
В базовой модели подборщика ПЗ-3,4-2 для направления, поднимае-мых стеблей пальцами транспортера к шнеку применяется прутковый нор-мализатор 4 (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 - Транспортер подборщика.
1 – транспортер, 2 – колесо, 3 – колесо, 4 – нормализатор, 5- прокладка, 6 – болт, 7 – болт, 8 – гайка, 9 – ось, 10 – шайба, 11 – шайба, 12 – шплинт.
Такая конструкция конструкция подборщика является достаточно устаревшей и не обеспечивает интенсивный процес подбора. Поэтому для интенсификации технологического процесса подбора стеблей в проекте предлагается дополнить конструкцию подборщика вращающейся лопастью, расположенной над прутковым транспортером.
Вращающейся лопасть будет дополнительно направляеть стебли к шнеку, увеличивается объем подаваемой массы, улучшается качество подбора, а также повышается производительность, за счет увеличения скорости движения комбайна.




4. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПОДБОРЩИКОВ ЗЕРНОВЫХ
4.1. Типы подборщиков
Для подбора валков растительной массы применяют подборщики следующих типов: барабанные с пружинными пальцами, барабанные с убирающимися пальцами и полотенно-пальцевые или цепочно-пальцевые с шарнирным или жестким креплением пальцев (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 - Схемы подборщиков
а – схема барабанного подборщика с пружинными пальцами; б – схема барабанного подборщика с убирающимися пальцами; в – схема полотняно-пальцевого подборщика; г – схема цепочно-планчатого подборщика; 1 – кривые беговой дорожки; 2 – кривошип; 3 – пружинный палец; 4 – трубчатый вал; 5 – вал подборщика; 6 – убирающийся палец; 7 – барабан; 8 – стеблесъемник; 9 – ось барабана; 10 – ось пальцев; 11 – натяжной болт; 12 и 21 – пальцы; 13 – полотняный транспортер; 14 – натяжная пружина; 15 – башмак; 16 – пружина копирующего устройства; 17 – тяга; 18 – кронштейн; 19 – платформа жатки; 20 – ролик; 22 – цепь; 23 – платформа цепи; 24 – стеблесъемный валик.
Барабанный подборщик с пружинными пальцами состоит из вала 5 с дисками, в которых установлены концы трубчатых валов 4 с пальцами 3. На одном конце трубчатых валов закреплены кривошипы 2 с роликами, которые при
 
вращении вала 5 перекатываются по направляющей беговой дорожки 1. Благодаря этому пальцы вращаются вокруг оси вала 5 и одновременно поворачиваются вокруг осей трубчатых валов 4. В зоне подбора ролики кривошипов перекатываются по окружности авс, а в зоне передачи массы к шнеку или транспортеру – по направляющей дорожке cda. Профиль дорожки cda подобран так, что пальцы в этой зоне выходят из массы, не прижимая их к кожуху барабана.
Подборщик с убирающимися пальцами (см. рисунок 4.1) состоит из барабана 7 с шарнирно установленными направляющими, в которые входят пальцы 6, посаженные на неподвижную ось 9, эксцентрично расположенную относительно оси 8 барабана. В нижнем положении они выходят из-под кожуха барабана, подбирают валок, поднимая его, и после передачи массы на последующие устройства входят в кожух барабана.
В полотенно-пальцевом подборщике (см. рисунок 4.1) пальцы 12 закреплены на планках транспортера 13. Указанные пальцы могут крепиться и к индивидуальным лентам, одетым на ведомый и ведущий валы. Характерной особенностью таких подборщиков в отличие от подборщиков барабанного типа с пружинными пальцами является более низкое расположение его нижнего вала относительно земли, что дает возможность обеспечить активный подъем массы, с минимальными потерями, так как в данном случае нет необходимости поднимать слой стеблей на большую высоту, которая определяется диаметром вращающегося барабана. К тому же такой подборщик оказывает меньшее ударное воздействие на стебли, более чисто подбирает валок, а полотно улавливает осыпающиеся зерна.
В цепочно-пальцевом подборщике (см. рисунок 4.1) пальцы 21 шарнирно связаны с цепью 22, они снабжены кривошипами с роликами 20, перемещающимися по направляющей дорожке, кривизна которой подобрана так, что создает необходимое положение пальцев в периоды подгребания, подъема массы и выхода их из массы с уходом под кожух барабана.
Сравнительные испытания полотенно-планчатых и барабанных подборщиков на подборе валков зерно бобовых культур показали, что первые
 
работают лучше с минимальными потерями. Они менее металлоемки, чем барабанные и цепные. Основной их недостаток – повышенная пробуксовка транспортера, что требует частой регулировки его натяжения.
В новых моделях таких подборщиков для исключения этого явления снизу транспортерной ленты подкладываются приводные цепи, это устраняет указанный недостаток.
Цепочно-планчатые подборщики на подборе валков обычно не применяются, так как дают большие потери зерном при транспортировке массы.
4.2. Подборщик барабанный с пружинными пальцами
Применяется на раздельной уборке зерновых и зернобобовых культур на жатках захватом 3,2; 4,1; 5м комбайнов СК-4 и СК-5 “Нива”. При его установке на жатках в зависимости от ее ширины захвата изменялись приводные валы и предохранительные щитки. Ширина захвата подборщика 2,4 м.
Подборщик представляет собой установленный на корпусе грабельный механизм. Основные элементы конструкции и привода указаны на рисунке 4.4.

Рисунок 4.2 - Подборщик (вид сверху)
1 – щиток пальцев правый; 2 – кожух; 3 – щиток пальцев левый; 4 – приводной вал; 5 – шкив подборщика; 6 – шкив натяжной; 7 – шкив ведущий; 8 – ступица; 9 – прорезиненный диск; 10 – скат; 11 – башмак; 12 – кронштейн; 13 – труба каркаса; 14 – лонжерон рамы; 15 – защитный щиток; 16 – беговая дорожка.
Подборщик состоял из центрального вала, на котором в боковых литых фланцах установлены четыре трубы грабельного механизма. Трубы, для устранения прогиба, в семи местах опирались на деревянные ложементы и фиксировались деревянными крышками. На трубах в ложементах устанавливались пружинные граблины. С левой стороны на трубах смонтированы эксцентрики с роликами, которые входили в профилированную беговую дорожку и при вращении центрального вала задавали траекторию перемещения граблины. Сверху подбирающее устройство в промежутках между граблинами закрывалось скатами, которые предохраняли вращающийся барабан от наматывания растительной массы. Подбирающее устройство устанавливалось на раме, состоящей из двух штампованных лонжеронов, соединенных между собой трубой. К лонжеронам с обеих сторон подсоединялись опорные башмаки, которыми подборщик при перемещении опирался на землю. Для установки подборщика на жатке режущий аппарат отклонялся, с правой и левой стороны, на нем устанавливались защитные щитки, которые устраняли наматывание стерни на пальцы режущего аппарата.
Привод подбирающего устройства осуществлялся с левой стороны жатки. Для этой цели на верхнем контрприводном валу жатки устанавливался шкив 252мм и перекрестный ремень, который передавал вращение на вал, связанный с валом подборщика соединительной муфтой. Угловая частота вращения подборщика в зависимости от скорости перемещения комбайна составляла 72-190 мин-1 и регулировалась клиноременным вариатором жатки.
4.3. Копирующий подборщик комбайна СК-4.
Наряду с подборщиком барабанного типа с пружинными пальцами, навешиваемыми на жатку комбайна, применяют копирующие подборщики, соединяемые непосредственно с молотилкой комбайна. Такая передвижная молотилка на подборе обладает большей маневренностью и меньшим весом, но уступает в универсальности комбайну, оборудованному жаткой и навешенным на нее подборщиком. Конструкция такого подборщика показана на рисунке 4.3.


Рисунок 4.3 - Механизм подвески копирующего подборщика комбайна СК-4
1 – корпус подборщика; 2 – передняя трубчатая балка корпуса; 3 – ось подвески; 4 – ограничительный упор; 5 – продольный брус рамы грабельного механизма; 6 – сектор; 7 – ось поворота копирующего ролика; 8 – рычаг; 9 – копирующее колесо; 10 – пружина; 11 – кронштейн; 12 – болт.
Плавающий подборщик комбайна СК-4 состоял из подбирающего устройства, плавающего транспортера, шнека и механизма привода. Конструкция указанных узлов была аналогична конструкциям соответствующих узлов жатки комбайна СК-4 и отличалась только геометрическими размерами.
Корпус подборщика навешивается на молотилку, так же как и обычная жатка. Копирование рельефа поля в продольном направлении обеспечивало подбирающее устройство следующим образом. На косынках трубчатой балки 2 (см. рисунок 4.3) корпуса 1 подборщика были установлены оси 3, соединяемые шарнирно с продольными брусьями 5, к которым жестко крепился рычаг 8 копирующего колеса 9. Положение копирующих колес относительно подбирающего устройства изменяли поворотным рычагом 8 относительно оси 7. Для разгрузки копирующих колес применялись пружины 10, один конец которых соединялся с кронштейном 11, а другой – с рычагом копирующего колеса. Натягивание пружины обеспечивалось болтом 14.

4.4. Платформа-подборщик для зерноуборочного комбайна (Swa Pick 340/430), ГК «Ростсельмаш»
Данная платформа-подборщик для зерноуборочного комбайна пред-назначена для подбора валков нескольких видов сельскохозяйственных культур: зерновых колосовых, зернобобовых, крупяных культур и риса (ри-сунок 4.4).

Рисунок 4.4 - Платформа-подборщик для зерноуборочного комбайна (Swa Pick 340/430)
Агрегатируется со всеми видами комбайнов: «ACROS», «Вектор» (с порядкового № 01645), «TORUM», «Дон -1500Б» (с порядкового № 095259), «Claas Mega 350, 360, 370», «Claаs Tucano 430; 450», «Claаs Lexion 670, 770», «РСМ-161», «New Holland CS 6090», «New Holland CSX 7080», «Laverda M306», «Лида 1300», «JOHN DEERE 1550 CWS», «JOHN DEERE W330», «JOHN DEERE 9660i STS», «Енисей 1200НМ», «Енисей-950», «Ени-сей-960».
В состав подборщика входит транспортер, нормализатор и уравно-вешивающее устройство, которые обеспечивают бесперебойную работу всей машины при уборке сельскохозяйственных культур.
Подборщик обладает следующими качественными преимуществами:
- специальная маятниковая система крепления контрпривода подбор-щика обеспечивает защиту механизмов от перегрузок;
- большие возможности копирования (копирование рельефа почвы в продольном и поперечном направлениях обеспечивается шарнирной подвес-кой транспортера к платформе);
- на шнеке установлен эксцентриковый пальчиковый механизм;
- более 200 пальцев транспортера качественно собирают урожай.
4.5. Подборщик кормоуборочный навесной For Up 300/400 («Рост-сельмаш»)

Подборщик кормоуборочный навесной в агрегате с кормоуборочным комбайном отлично выполняет чистый подбор валков скошенной подвялен-ной (влажностью до 65%) травяной массы и подачу к питающему аппарату комбайна (рисунок 4.5).

а)

б)     в)

г)    д)
Рисунок 4.5 - Подборщик кормоуборочный навесной For Up 300/400
Модель For Up 303 в европейском исполнении отличается отсутствием карданного вала (вместо него установлены кулачковые муфты для быстрой стыковки с комбайном), транспортными габаритами (ширина 3 м), системой копирования (торсионы вместо пружинных блоков) и приводом (в виде бло-ка из трех конических редукторов).
В конструкции подборщика For Up 303 можно выделить следующие особенности:
- благодаря двум пружинным блокам на подборщике For Up идеаль-но копирует рельеф поля, что дает возможность работать на комбайнах, не оборудованных системой автоконтура (рисунок 4.5, б);
- в случае работы на рельефной поверхности поля задний опорный ролик препятствует зарыванию подбирающих пальцев в грунт, а также за-щищает пальцы и скаты подбирающего механизма от повреждений (рисунок 4.5, в);
- специальный козырек предназначен для предотвращения закидыва-ния массы шнеком через каркас подборщика (рисунок 4.5, г);
- на выбор предоставляется два варианта системы копирования нор-мализатора: с пружинами в конструкции или с гидроприводом (рисунок 4.5, д).
4.6. Подборщик John Deere 615P
Ленточный подборщик предназначен для двухфазной уборки зерно-вых культур (рисунок 4.6).

Рисунок 4.6 - Подборщик кормоуборочный навесной For Up 300/400.
В конструкции подборщика John Deere 615P можно выделить следу-ющие особенности:
- три положения для навески подборщика;
- прочные пластиковые пальцы подборщика с усиленным регулируе-мым креплением;
- мультифункциональная муфта для электрогидравлических присо-единений;
- автоматическая скорость движения ремня подборщика (равна посту-пательной скорости комбайна).
4.7. Подборщик компании «ZAFFRANI»
Подборщик (рисунок 4.7) оборудован вращающейся лопастью, уста-новленной перед шнеком над транспортерной лентой.

Рисунок 4.6 - Подборщик компании «ZAFFRANI».
Лопасть имеет сварную конструкцию, которая состоит из несущей трубы, к поверхности которой, по касательной, приварены две плоские пла-стины с отбортовкой на краю. Для повышения жесткости пластин, помимо отбортовки, имеются ребра жесткости, установленные перпендикулярно к пластинам и к оси трубы. По краям лопасти установлены диски, защищаю-щие цапфы лопасти от наматывания стебельной массы. Наружный диаметр дисков совпадает с вылетом пластин.

Рисунок 4.7 - Вращающейся лопасть.
Ленточный транспортер подбирающего устройства разделен на четыре секции. В каждой секции расположено по одной транспортерной ленте (рісунок 4.8).

Рисунок 4.8 - Ленточный транспортер.
Секции разделены между собой тонкими дисками, установленными на ведущем и ведомом валу подбирающего устройства. Наружный диаметр дисков несколько превышает габариты крепления упругих зубьев. Крепле-ние упругих зубьев представляет собой стальную пластину с передней от-бортовкой для жесткости. Таким образом, крепление имеет в профиле форму гнутого уголка с разными полками. Длина пластин крепления равна ширине транспортерной ленты. На пластинах закреплены кронштейны для установки упругих зубьев (рисунок 4.9).

Рисунок 4.9 – Крепление пальца на транспортере.
Упругий зуб выполнен в виде двойной пружины кручения, которая фиксируется в кронштейне (суппорте) упругим зажимом.
Соединение лент выполнено в виде стальной рояльной петли, причем рояльная петля набрана узкими секциями, что позволяет обеспечить гибкое соединение, как в продольном, так и в поперечном направлении. Каждая сек-ция петли крепится к ленте четырьмя заклепками (рисунок 4.10).

Рисунок 4.10 – Соединение лент.

В передней части подбирающее устройство опирается на почву флю-герными колесами (рисунок 4.11).

Рисунок 4.11 – Опорные колеса.
Положение колес по высоте регулируется перестановкой кронштейна колес на соответствующие отверстия боковины подбирающего устройства. Всего конструкцией предусмотрено четыре фиксированных положений. Дан-ная регулировка необходима для установки требуемой высоты подбора.
4.8. Подборщик компании «MacDon»
Подборщик с прутковым прижимным устройством с неповоротными опорными колесами подбирающего устройства (рисунок 4.12). Для подъема прижимного устройства применяется гидроцилиндр.

Рисунок 4.12 – Подборщик компании «MacDon».
Подбирающее устройство имеет два сплошных транспортера установ-ленных последовательно, привод которых осуществляется гидромотором (рисунок 4.13).

Рисунок 4.13 – Два сплошных транспортера подборщика.
На переднем ленточном транспортере установлены в шахматном по-рядке полимерные зубья (рисунок 4.14).

Рисунок 4.14 – Зубья переднего ленточном транспортера.
На втором ленточном транспортере вместо зубьев редкими рядами установлены одиночные планочки (рисунок 4.15).


Рисунок 4.15 – Второй ленточный транспортер.