Модернизация молотильно-сепарирующего устройства (МСУ) комбайна КЗС-7 (конструкторский раздел дипломного проекта)

Содержание


4. Конструкторская разработка
4.1. Обзор и сравнительная оценка известных конструкций МСУ зерноуборочных комбайнов
4.2. Современные пути совершенствования уборки и пути повышения технического уровня комбайнов
4.3. Устройство и рабочий процесс зерноуборочного комбайна КЗС-7
4.4 Обоснование функциональной схемы комбайна
4.4.1 Разработка конструкции молотильного устройства для обмолота вороха
4.5 Теоретические исследования процесса обмолота
4.5.1. Условие захвата стеблей вальцами
4.5.2. Определение мощности потребляемой разработанным молотильным устройством
4.5.3. Определение мощности потребляемой молотильным устройством
4.6. Расчет элементов привода молотильного устройства
4.6.1. Расчет цепной передачи
4.7. Расчет и конструирование валов
4.7.1. Проектный расчет вала верхнего вальца
4.7.2 Проектный расчёт вала нижнего вальца
4.8 Расчет пружины.





4.4. Конструкторские расчеты

4.4.1. Обоснование функциональной схемы комбайна

Ворох в процессе движения комбайна по полю захватываются граблинами мотовила, срезаются режущим аппаратом и затем поступают к шнеку жатки.
Шнек спиралями правого и левого направления подает ворох к центру жатки. Пальчиковый механизм шнека захватывает подобранную массу и направляет её в окно жатки, из которого масса отбирается битером и подаётся в наклонную камеру.
Далее цепочно-планчатым транспортёром масса подаётся непосредственно в молотильный аппарат. Здесь она обмолачивается с выделением большей части семян. Соломистая фракция, содержащая, после обмолота часть семян, на выходе из молотильного аппарата под острым углом отражается отбойным битером на сепаратор вороха соломотряса. Здесь она разделяется на две фракции: соломы и семенного вороха. Вторая фракция подаётся на транспортную доску и вместе с семенным ворохом, выделенным в молотильном аппарате, поступает в сепаратор зернового вороха – очистку.
В процессе движения вороха по решётам очистки, обдуваемым вентилятором, семена отделяеются от соломистых примесей. Далее поступают по скатной доске нижнего решётного стана в зерновой шнек и транспортируется элеватором в автомобили или прицепы поворотным выгрузным шнеком.
Необмолоченные соцветия с примесью свободных семян и половы, сходящие в колосовой шнек с нижнего решета и удлинителя верхнего решета, перемещаются шнеком и элеватором в домолачивающее устройство.
Соломистые сходы очистки воздушным потоком и возвратно-поступательным движением жалюзийных решёт выводятся на лоток половонабивателя, который подаёт их в камеру копнителя или в шнек половоотборщика-измельчителя.


4.4.2. Разработка конструкции молотильного устройства
для обмолота вороха

С целью устранения отмеченных недостатков, для увеличения производительности молотильного устройства, снижения травмирования семян в БГСХА было разработано молотильное устройство вальцового типа с эластичной рабочей поверхностью
В предлагаемом молотильном устройстве (рис.4.17) вальцы выполнены в виде рифленых цилиндров с эластичной волнообразной рабочей поверхностью, в которой выступы плавно переходят во впадины по линии их соединения, причем риф одного вальца входит во впадину другого вальца таким образом, что между их поверхностями образуется криволинейный молотильный зазор Вальцы вращаются навстречу друг другу с разными угловыми скоростями. Расстояние между центрами вальцов регулируется в необходимых пределах, кроме того нижние вальцы подпружинены.
Принцип действия молотильного устройства. При вращении вальца 1 навстречу вальцу 2 с различными угловыми скоростями, на материал, поступающий в молотильный зазор 3, образованный рифленой поверхностью вальцов 1 и 2, оказывается изгибающее в поперечном, силами F1, F2 и F3 и продольном и вытирающее силами F4 и F5 в продольном направлении воздействие, приводящее к выделению семян. Рифленая поверхность вальцов позволяет увеличить площадь контакта в /2 раз.
Устройство позволяет улучшить качество обмолота семян за счет сочетания деформации вороха в поперечном и продольном направлениях с увеличением площади контакта вороха с поверхностью вальцов в молотильном зазоре.


Рис. 4.17 Схема молотильного устройства:
1 – валец большего диаметра; 2,3,4 и 5 – вальцы меньшего диаметра; 6 – отбойный битер; 7 – наклонная камера.

Рабочий процесс вальцового молотильного устройства с эластичной рифленой рабочей поверхностью осуществляется следующим образом. При вращении вальца 1 навстречу вальцам 2, 3, 4, 5 с различными угловыми скоростями, на материал, поступающий в молотильный зазор 3 (рис. 3.4), образованный рифленой поверхностью вальцов 1 и 2, 1 и 3, 1 и 4, 1 и 5 оказывается изгибающее в поперечном, силами F1, F2 и F3 и продольном и вытирающее силами F4 и F5 в продольном направлении воздействие, приводящее к выделению семян. Кроме того вальцы 2, 3, 4 и 5 вращаются с разными угловыми скоростями, причем больше , больше , и больше , что способствует сепарации вороха.
При прохождении массы вороха большого объема через молотильный зазор между вальцами 1-2, 1-3,1-4 и 1-5, они поочередно отклоняются за счет того, что каждый из них подпружинен и тем самым исключается неплотность прилегания исключается забивания молотильного аппарата.
а)

б)

Рис.4.18. Схема молотильного устройства с эластичной рифленой рабочей поверхностью:
1 – валец большего диаметра; 2 – валец меньшего диаметра;
3 – молотильный зазор; 4 – эластичная рифленая поверхность.

Общий вид молотильного вальца с эластичной рифленой рабочей поверхностью представлен на рисунке.(рис. 4.19).


Рис. 4.19. Общий вид вальца с эластичной рифленой поверхностью.

Методика расчета рабочих органов молотильного устройства вальцового типа с эластичной рифленой рабочей поверхностью предусматривает определение значений следующих параметров:
а) молотильного зазора между вальцами;
б) пропускной способности молотильного аппарата;
в) частоты вращения вальцов;
г) показателя кинематического режима вальцов.
При определении вышеуказанных параметров рабочего органа вальцового типа с рифленой поверхностью в качестве исходных данных использовались агробиологические особенности семенного вороха трав, а также результаты исследований его физико-механических свойств.
При проведении исследований нами было установлено, что наименьшие потери семян от повреждений достигаются при следующих значениях геометрических параметров вальцов: диаметре вальцов D = 0,21...0,54 м; ширине основания рифов вальцов = 0,025...0,060 м; высоте рифов вальцов h = 0,01...0,03м.
Величину молотильного зазора между вальцами определяли исходя из условия обеспечения максимальной степени выделения семян и минимального их травмирования, по зависимости:
  , (3.10)

где R средний радиус вальцов, м;
θ угол захвата вальцом частицы материала, град;
rк средний радиус коробочки льна, м;
φ угол трения обрабатываемого материала о рабочую поверхность вальцов, град.
Величину пропускной способности молотильного аппарата определим исходя из средней скорости вращения первых вальцов:

Рис. 4.20. Схема к определению пропускной способности молотильного аппарата