Модернизация машины для внесения минеральных удобрений МШХ-9

3 Модернизация
Обоснование предлагаемой конструкции. Разработка технического задания
Разработка машин осуществляется в соответствии с предъявляемыми агротехнологическими и техническими требованиями.
С учетом изложенных выше агротехнических требований и обзора известных конструкций нами предлагается машина с использованием всех последних достижений науки и практики, создаваемая нами на базе машины МШХ-9.
К техническим требованиям, предъявляемым к машине для внесения мине-ральных удобрений МШХ-9 относятся:
 способность высевать удобрения различной влажности;
 не мять, не уплотнять удобрения;
 не реагировать на высоту слоя удобрений в кузове;
 быть удобной в эксплуатации (иметь механизированную загрузку, легко очищаться, легко агрегатироваться с трактором);
 не подвергаться коррозии (иметь антикоррозионное покрытие);
 иметь высокую производительность;
 иметь малую металлоёмкость;
 соответствовать стандартам безопасности при эксплуатации.
Исходя из того, что машина МШХ-9 должна применяется для внесения основной дозы минеральных удобрений, то для неё принята полуприцепная компоновка. Данное решение позволяет снизить нагрузку на навесную систему трактора, по сравнению с навесной компоновкой, увеличить загрузку и производительность агрегата, а также дозы внесения минеральных удобрений.
Основой данной машины должна являться рама, которая должна придавать машине жёсткость, а также быть основой для крепления всех основных узлов и деталей.
Дозирующее устройство должно иметь способность регулировать дозу внесения в определённых пределах и с максимальной точностью.
Разбрасывающие диски должны осуществлять внесение минеральных удобрений, которые к ним поступают с дозирующего устройства на заданную ширину захвата, и с наименьшей неравномерностью как по ширине захвата, так и по ходу движения агрегата.
Учитывая тот факт, что машина имеет полуприцепную компоновку важно снизить значение удельного давления опорных колёс машины на почву во время выполнения технологического процесса.
В качестве разбрасывающего рабочего органа нами предлагаются дисковые центробежные рабочие органы по типу машин РДУ-1,5, РУ-1500 и РУ-3000, что позволит по сравнению с базовыми дисками, предлагаемыми заводом-изготовителем, увеличить ширину захвата машины и более равномерно вносить удобрения. При этом снижается расход топлива, и повышается урожайность возделываемой культуры.
Устройство и рабочий процесс машины МШХ-9
Конструкция данной машины выбрана исходя из многолетней эксплуатации машин данной группы. В её основе лежит рама, к которой крепятся все основные узлы детали. Она в свою очередь опирается на ходовые колёса, имеющие подрессоренную подвеску.
Кузов машины выполнен в форме прямоугольной призмы, грани которой сужаются к днищу под углом, учитывающим отсутствие сводообразования удобрений в кузове, который обеспечивает невозможность зависания их на стенках кузова.
Для подачи удобрений к выгрузному окну в полу кузова вмонтированы два цепочно-прутковых транспортёра, обеспечивающий равномерную подачу минеральных удобрений во время работы.
Дозирующее устройство выполнено в виде перемещающихся вертикально заслонок, которые регулируют размер выгрузного окна.
После прохождения удобрениями дозирующего устройства они попадают на туконаправитель , при помощи которого есть возможность регулировать место падения частиц удобрений на диск, что в конечном итоге влияет на ширину захвата машиной при внесении минеральных удобрений.
Разбрасывающий орган представляет собой диск, имеющий вертикальную ось вращения. Они вращаются с постоянной угловой скоростью.
Привод рабочих органов осуществляется от вала отбора мощности трактора. Затем мощность передаётся на центральный редуктор, с него при помощи карданного вала на цилиндрический редуктор привода транспортёра и конические редукторы привода разбрасывающих дисков.
Для предотвращения разрыва приводных роликовых цепей при отключении ВОМ трактора на ведомом валу установлена обгонная муфта
Увеличение дозы внесения (в основном для известковых материалов) осуществляется путём перестановки ведущей и ведомой звёздочек цепной передачи привода транспортёра.
При внесении минеральных удобрений в дождливую погоду, а также при транспортировке и последующем внесении пылевидных удобрений данная машина комплектуется защитным тентом.
Для безопасности движения по дорогам общего пользования и в соответст-вии с требованиями нормативно-технической документацией данная машина оборудована пневматической тормозной системой и рабочим электрооборудованием.
Техническая характеристика машины МШХ-9 приведена в табл.4.2.

Таблица 4.2 - Техническая характеристика машины МШХ-9

Наименование показателей Значения
1 2
Тип машины
Грузоподъёмность при насыпной плотности 1200 кг/м3, т
Производительность за 1час основного времени (при дозе внесения 400кг/га и плотности не менее 1100кг/м3), га/ч:
Отклонение от равномерности внесения, %
 по ходу движения
 по ширине захвата
Рабочая ширина захвата, м
 при внесении гранулированных удобрений
 при внесении кристаллических удобрений
Доза внесения, т/га
Транспортная скорость, км/ч
Рабочая скорость , км/ч
Габаритные размеры, мм
 длина Полуприцеп
до 12

9-22

мен. 15
не бол. 15

15
20
2-6
до 25
6-12

6160
Продолжение таблицы 4.2
1 2
 ширина
 высота
Масса машины, кг
Средняя наработка на отказ, ч
Среднегодовой ресурс на внесении, ч
Срок службы, лет
Обслуживающий персонал, чел 2478
2750
4500
не мен. 75
450
7
1

Расчёт конструкторской разработки
Для разбрасывания минеральных удобрений широко применяются дисковые аппараты центробежного типа. Они могут быть выполнены как с горизонтальной, так и с вертикальной осью вращения. Кроме того, возможно применение плоской или конусной формой диска. Дальность полёта частицы достигается соприкосновением её с лопатками диска, которые имеют радиальное расположение, либо отклонены на ± 10...150.
В данном дипломном проекте мы осуществляем модернизацию машины для внесения минеральных удобрений МШХ-9. Сущность её заключается в снижении степени неравномерности внесения по коэффициенту вариации до 10%, а по возможности и ниже, а также увеличения ширины захвата. Этого можно добиться путём установки разбрасывающих дисков с машины РУ-3000 аналога ALPHA 1101 фирмы RAUCH, которая выпускается в Республике Беларусь.
Данный диск имеет конусную форму с регулируемым положением лопаток, по средствам которых осуществляется технологический процесс разбрасывания. К конструктивным особенностям данного диска относится то, что при внесении лопатки отрегулированы на разную длину и угол поворота на каждом из дисков. С одной стороны это позволяет снизить неравномерность внесения, а с другой с учётом того, что установлено два диска происходит уравновешивание сил инерции и других вредных факторов.
Расчёт параметров полёта частицы
Частица во время выполнения технологического процесса машиной МШХ-9 совершает сложное движение, которое состоит из нескольких фаз.
Первая фаза, т.е. относительное перемещение частицы удобрения по диску начинается с момента её падания на диск и подразделяется на два периода: движение по диску до встречи с лопастью и движение после встречи с лопастью.
На основании опытных данных, упавшая на вращающийся диск частица первоначально движется по некоторой кривой, близкой к логарифмической спирали, до тех пор, пока не встретится с лопастью. Дальнейшее её движение происходит вдоль лопасти. При этом на частицу массой m будут действовать следующие силы: центробежная сила инерции, кориолисова сила инерции, сила трения о диск, сила трения о лопасти [17]. При их определении используем следующие формулы
Центробежная сила Fц = m • ω2 •r • cos β,    (4.1)
Кориолисова сила Fк = 2• m • ω • r • cos β,   (4.2)
Сила трения о диск F1 = f • m • g • cos β,    (4.3)
Сила трения о лопасти F2 = f • ( 2 • m • ω • r ) • cos β,   (4.4)

где ω – угловая скорость диска. Определяем по формуле
ω = ,      (4.5)
n = 972 мин-1
r – расстояние частицы от оси вращения;
f – коэффициент трения удобрения о диск и лопатки;
ψ – угол отклонения лопатки;
β – угол, характеризующий конусность диска;
g – ускорение свободного падения;